JP2001010989A - Device for producing methane hydrate and method for producing the same - Google Patents

Device for producing methane hydrate and method for producing the same

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JP2001010989A
JP2001010989A JP18650399A JP18650399A JP2001010989A JP 2001010989 A JP2001010989 A JP 2001010989A JP 18650399 A JP18650399 A JP 18650399A JP 18650399 A JP18650399 A JP 18650399A JP 2001010989 A JP2001010989 A JP 2001010989A
Authority
JP
Japan
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hydrate
natural gas
methane hydrate
gas
upper space
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP18650399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Matsumoto
義昭 松本
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Publication date
Application filed by Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd filed Critical Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a methane hydrate production device which can efficiently produce methane hydrate, and to provide a method for producing the same. 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 the prescribed high pressure, a porous plate 5 for dividing the inner space of the pressure-resistant container 1 into upper and lower spaces 2, 6, coil evaporators 3 disposed in the upper space 2 at two or more stages, a freezer 8 for supplying a cooling medium to the coil evaporators 3, a means 11 for supplying raw material water 15 to a portion under the lowest coil evaporator 3 in the upper space 2, and a means 7 for supplying the natural gas to the lower space 6.

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、特に大容量のメタ
ンハイドレートを効率よく連続して製造することができ
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 efficiently and continuously produce a large amount of methane hydrate. About the method.

【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と呼称することがある。なお、一
般にはMH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、メタンハイドレートは、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、その製造方法および製造装置
について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 hydration clathrate of a gas such as natural gas and carbon dioxide with water. Since natural gas is mainly composed of methane, natural gas hydrate is methane hydrate. being called. Methane hydrate (hereinafter sometimes referred to as NGH; generally also referred to as MH) is similar in appearance to sherbet ice, and gently burns to produce water when approaching a fire. 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. In other words, natural gas (NG), which is clean energy, is expected to grow more and more in the future in the future, but LNG production requires a large amount of energy to compress and liquefy methane gas. NGH attracts attention as a light hydrocarbon utilization technology.
However, although it has been confirmed that methane hydrate exists naturally as a sedimentary layer on the continental margins of the sea floor surrounding Japan, its production method and production equipment have not been technically established. Development was desired.

【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、かつ連続的にメタンハイド
レートを製造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。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for producing methane hydrate which can efficiently and continuously produce methane hydrate in view of the above prior art. It is in.

【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
内を上下二つのスペースに区画する多孔質板と、前記上
部スペース内に2段またはそれ以上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、
前記上部スペース内の最下段コイル蒸発器の下部に原料
水を供給する手段と、前記下部スペースに天然ガスを供
給する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。 (2)前記多孔質板の上面近傍に、該多孔質板の表面に
付着するハイドレートを掻き取る回転羽根を設けたこと
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)前記多孔質板の下面近傍に、該多孔質板を加熱す
る加熱手段を設け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。
Means for Solving the Problems To solve the above problems, the invention claimed in the present application is as follows. (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 porous plate partitioned into a space, a coil evaporator arranged in two or more stages in the upper space, and a refrigerator for supplying a refrigerant to the coil evaporator,
An apparatus for producing methane hydrate, comprising: means for supplying raw water to a lower portion of a lowermost coil evaporator in the upper space; and means for supplying natural gas to the lower space. (2) The apparatus for producing methane hydrate according to (1), wherein a rotary blade for scraping hydrate adhering to the surface of the porous plate is provided near the upper surface of the porous plate. (3) The apparatus for producing methane hydrate according to the above (1) or (2), wherein a heating means for heating the porous plate is provided near the lower surface of the porous plate.

【0005】(4)前記原料水供給手段を、前記耐圧容
器の下部スペース内に原料水を供給するものとし、前記
天然ガス供給手段を、前記耐圧容器の上部スペース内に
配置された最上段コイル蒸発器の上部にガス噴射管を介
して天然ガスを供給するものとし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。 (5)前記耐圧容器の上部スペース出口にバッファータ
ンクを介してハイドレートの貯蔵タンクを設け、該ハイ
ドレート貯蔵タンクの底部と前記原料水の供給手段とを
連結したことを特徴とする上記(1)〜(4)の何れか
に記載のメタンハイドレートの製造装置。 (6)前記ハイドレート貯蔵タンクの底部から液相を抜
き出して負荷熱交換器を経てハイドレート貯蔵タンクの
上部空間部または液相内に戻す放熱負荷配管を設けたこ
とを特徴とする上記(1)〜(5)の何れかに記載のメ
タンハイドレートの製造装置。
(4) The raw water supply means supplies raw water to a lower space of the pressure vessel, and the natural gas supply means is connected to an uppermost coil disposed in an upper space of the pressure vessel. The apparatus for producing methane hydrate according to (1), wherein natural gas is supplied to an upper portion of the evaporator through a gas injection pipe. (5) A hydrate storage tank is provided at the upper space outlet of the pressure-resistant container via a buffer tank, and the bottom of the hydrate storage tank is connected to the raw water supply means. ) The apparatus for producing methane hydrate according to any one of (4) to (4). (6) A heat-dissipating load pipe is provided which extracts a liquid phase from the bottom of the hydrate storage tank and returns the liquid phase to the upper space of the hydrate storage tank or the liquid phase through a load heat exchanger. ) The apparatus for producing methane hydrate according to any one of (5) to (5).

【0006】(7)前記ハイドレート貯蔵タンクの気相
部から天然ガスを抜き出し、前記天然ガスの供給手段に
戻す還流配管を設けたことを特徴とする上記(1)〜
(6)の何れかに記載のメタンハイドレートの製造装
置。 (8)前記耐圧容器の上部スペース内に、前記コイル蒸
発器に対応してまたは独立に超音波振動子を設けたこと
を特徴とする上記(1)〜(7)の何れかに記載のメタ
ンハイドレートの製造装置。 9)天然ガスと水を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、耐圧容器内の
原料水に天然ガスを吹き込んで0〜6.5℃、26〜6
0kg/cm2 雰囲気で前記原料水と天然ガスを接触さ
せることを特徴とするメタンハイドレートの製造方法。
(7) A reflux pipe for extracting natural gas from the gas phase portion of the hydrate storage tank and returning the gas to the natural gas supply means is provided.
(6) The apparatus for producing methane hydrate according to any of (6). (8) The methane according to any one of (1) to (7), wherein an ultrasonic vibrator is provided in an upper space of the pressure vessel in correspondence with or independently of the coil evaporator. Hydrate manufacturing equipment. 9) A method for producing methane by producing hydrate by bringing natural gas into contact with water, wherein natural gas is blown into raw water in a pressure-resistant container at 0 to 6.5 ° C and 26 to 6 ° C.
A method for producing methane hydrate, comprising contacting the raw water with natural gas in an atmosphere of 0 kg / cm 2 .

【0007】(10)前記耐圧容器が、多孔質板で区画
された上部スペースと下部スペースとを有し、上部スペ
ースから流出し、耐圧容器後流のバッファータンクおよ
びハイドレート貯蔵タンクを経て耐圧容器の前記上部ス
ペースの底部に流入する原料水の循環流内に前記耐圧容
器の下部スペースから多孔質板を介して天然ガスの微細
泡を吹き込むことを特徴とする上記(9)に記載のメタ
ンハイドレートの製造方法。 (11)前記多孔質板の上面に付着するハイドレート
を、回転羽根で掻き取ることを特徴とする上記(10)
に記載のメタンハイドレートの製造方法。 (12)前記多孔質板の下面に付着するハイドレート
を、加熱手段を用いて融解させることを特徴とする上記
(10)または(11)に記載のメタンハイドレートの
製造方法。
(10) The pressure vessel has an upper space and a lower space defined by a porous plate, flows out of the upper space, and passes through a buffer tank and a hydrate storage tank downstream of the pressure vessel. The methane hydride according to (9), wherein fine bubbles of natural gas are blown from a lower space of the pressure-resistant container through a porous plate into a circulating flow of the raw water flowing into a bottom of the upper space. Rate production method. (11) The hydrate adhering to the upper surface of the porous plate is scraped off by a rotating blade.
The method for producing methane hydrate according to the above. (12) The method for producing methane hydrate according to (10) or (11), wherein the hydrate adhering to the lower surface of the porous plate is melted using a heating means.

【0008】(13)前記耐圧容器が、多孔質板で区画
された上部スペースと下部スペースとを有し、上部スペ
ースから流出し、耐圧容器後流のバッファータンクおよ
びハイドレート貯蔵タンクを経て耐圧容器の前記下部ス
ペースに流入する原料水の循環流内に、前記上部スペー
ス内に配置された2段またはそれ以上のコイル蒸発器の
うち最上段のコイル蒸発器上部に配置されたガス噴射管
を介して天然ガスの微細泡を吹き込むことを特徴とする
上記(9)に記載のメタンハイドレートの製造方法。 (14)前記耐圧容器の上部スペース内の原料水、天然
ガスおよび生成したメタンハイドレートの混合物をバッ
ファータンクに導入し、該バッファータンク上部のメタ
ンハイドレート含有量の多い混合物を後流のハイドレー
ト貯蔵タンクに導入して前記生成したメタンハイドレー
トを貯蔵し、該メタンハイドレートと重力分離した原料
水をハイドレート貯蔵タンクの底部から抜き出して上記
(10)に記載の上部スペースの底部または上記(1
3)に記載の下部スペースに循環させることを特徴とす
るメタンハイドレートの製造方法。
(13) The pressure vessel has an upper space and a lower space defined by a porous plate, flows out of the upper space, and passes through a buffer tank and a hydrate storage tank downstream of the pressure vessel. Of the raw water flowing into the lower space through a gas injection pipe disposed above the uppermost coil evaporator of the two or more coil evaporators disposed in the upper space. The method for producing methane hydrate according to the above (9), wherein fine bubbles of natural gas are blown into the methane hydrate. (14) A mixture of raw water, natural gas and generated methane hydrate in the upper space of the pressure vessel is introduced into a buffer tank, and the mixture having a high methane hydrate content in the upper part of the buffer tank is hydrated in the downstream. The produced methane hydrate is introduced into a storage tank to store the produced methane hydrate, and the raw material water separated from the methane hydrate by gravity is extracted from the bottom of the hydrate storage tank, and the bottom of the upper space described in the above (10) or the above ( 1
A method for producing methane hydrate, wherein the method is circulated in the lower space according to 3).

【0009】(15)前記ハイドレート貯蔵タンクの底
部から液相を抜き出し、負荷熱交換器を経てハイドレー
ト貯蔵タンクの上部空間部または液相内に戻し、発生す
る天然ガスを需要先に送給することを特徴とする上記
(10)〜(14)の何れかに記載のメタンハイドレー
トの製造方法。 (16)前記ハイドレート貯蔵タンクの上部空間部内の
天然ガスを抜き出し、原料ガスとして再使用することを
特徴とする上記(10)〜(15)の何れかに記載のメ
タンハイドレートの製造方法。 (17)前記耐圧容器内の温度調節を、耐圧容器の上部
スペース内に配置した2段またはそれ以上のコイル蒸発
器によって行うことを特徴とする上記(10)〜(1
6)の何れかに記載のメタンハイドレートの製造方法。 (18)前記原料水と天然ガスを接触させる際に、原料
水と天然ガスの混合物に超音波振動子による振動を与え
ることを特徴とする上記(9)〜(17)の何れかに記
載のメタンハイドレートの製造方法。
(15) The liquid phase is extracted from the bottom of the hydrate storage tank, returned to the upper space of the hydrate storage tank or into the liquid phase via the load heat exchanger, and the generated natural gas is sent to the demand destination. The method for producing methane hydrate according to any one of the above (10) to (14). (16) The method for producing methane hydrate according to any one of (10) to (15), wherein the natural gas in the upper space of the hydrate storage tank is extracted and reused as a raw material gas. (17) The temperature adjustment in the pressure vessel is performed by two or more coil evaporators arranged in the upper space of the pressure vessel.
6. The method for producing methane hydrate according to any one of 6). (18) The method according to any one of (9) to (17), wherein, when the raw water and the natural gas are brought into contact with each other, a mixture of the raw water and the natural gas is subjected to vibration by an ultrasonic vibrator. A method for producing methane hydrate.

【0010】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、市場のニーズに応じた小型から大型までの装置を
容易に設計することができる。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。
The present invention relates to an NGH manufacturing technology, a heat storage technology,
It combines storage technology and / or transport technology, and can easily design small to large devices that meet market needs. 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.

【0011】[0011]

【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、所定の高圧に耐え得る耐圧容器1
と、該耐圧容器1内を上下二つのスペースとしてのガス
スペース6とその上部の気液接触スペース2とに区画す
る多孔質板5と、前記気液接触スペース2内に2段また
はそれ以上に配置されるコイル蒸発器3と、該コイル蒸
発器3に冷媒を供給する冷凍機8と、前記気液接触スペ
ース2の最下段のコイル蒸発器3の下部に原料水15を
供給する手段としての原料水供給配管11と、前記ガス
スペース6に天然ガス(NG)を供給する手段としての
原料ガス配管7とから主として構成されている。
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 this figure, this apparatus is a pressure vessel 1 capable of withstanding a predetermined high pressure.
A porous plate 5 that partitions the inside of the pressure vessel 1 into a gas space 6 as upper and lower two spaces and a gas-liquid contact space 2 above the gas space 6, and two or more stages in the gas-liquid contact space 2. A coil evaporator 3 disposed therein; a refrigerator 8 for supplying a refrigerant to the coil evaporator 3; and a means for supplying raw water 15 to a lower portion of the lowermost coil evaporator 3 in the gas-liquid contact space 2. It mainly comprises a raw water supply pipe 11 and a raw gas pipe 7 as means for supplying natural gas (NG) to the gas space 6.

【0012】また、前記耐圧容器1の気液接触スペース
2出口にはバッファータンク9を介してハイドレート貯
蔵タンク12が設けられ、該ハイドレート貯蔵タンク1
2の底部と前記耐圧容器1の気液接触スペース2の底部
を連結して前記原料水供給配管11が設けられており、
かつ前記ハイドレート貯蔵タンク12の底部から液相を
抜き出して負荷熱交換器16を経て前記ハイドレート貯
蔵タンク12の上部空間部または液相内に戻す放熱負荷
配管22が設けられている。さらに、バッファータンク
9の底部と原料水供給配管11を連結するハイドレート
戻し配管21および前記ハイドレート貯蔵タンク12の
上部には、気相部から天然ガスを抜き出して原料ガス配
管7に戻す、未反応ガス還流配管19が設けられてい
る。なお、4は、コイル蒸発器3に対応して、例えばそ
の側方および/または上方に設けられた超音波振動子、
10は、添加剤タンク(添加剤容器)、18は、未反応
ガス還流配管19を分岐した製品ガス配管、17は、製
品ガス配管18に設けられたガスヒータである。
A hydrate storage tank 12 is provided at the outlet of the gas-liquid contact space 2 of the pressure-resistant container 1 via a buffer tank 9.
2 is connected to the bottom of the gas-liquid contact space 2 of the pressure vessel 1, and the raw water supply pipe 11 is provided.
Further, a radiating load pipe 22 is provided which extracts a liquid phase from the bottom of the hydrate storage tank 12 and returns the liquid phase through the load heat exchanger 16 to an upper space portion of the hydrate storage tank 12 or into the liquid phase. Further, a hydrate return pipe 21 connecting the bottom of the buffer tank 9 and the raw water supply pipe 11 and an upper part of the hydrate storage tank 12 extract natural gas from the gas phase and return it to the raw gas pipe 7. A reaction gas reflux pipe 19 is provided. Reference numeral 4 denotes, for example, an ultrasonic vibrator provided on the side and / or above thereof corresponding to the coil evaporator 3,
Reference numeral 10 denotes an additive tank (additive container), reference numeral 18 denotes a product gas pipe branched from an unreacted gas reflux pipe 19, and reference numeral 17 denotes a gas heater provided in the product gas pipe 18.

【0013】このような構成において、原料水15は、
図示省略したポンプおよびバルブの操作によって貯蔵タ
ンク12の底部から抜き出され、図示省略した濃度コン
トローラに従って添加剤容器10から所定量の添加剤が
添加された後、原料水供給配管11を経て、圧力が約2
6〜60kg/cm2 に調節された耐圧容器1の気液接
触スペース2の底部、すなわち多孔質板5と最下段のコ
イル蒸発器3との間に供給され、コイル蒸発器3で、例
えば約0〜6.5℃に冷却されながら上向流として流
れ、圧力容器1の頂部から流出して後流のバッファータ
ンク9に流入し、その大部分がハイドレート貯蔵タンク
12を経て前記耐圧容器1の気液接触スペース2の底部
に戻る循環流を形成し、一部は前記バッファータンク9
の底部からハイドレート戻し配管21および原料水供給
配管11を経て前記耐圧容器1の気液接触スペース2の
底部に戻る循環流を形成する。一方、原料ガスである天
然ガスは、前記原料水の循環流が形成されたのち、原料
ガス配管7により耐圧容器1の底部のガススペース6に
導入され、該ガススペース6を占有する原料水をガス圧
で排除しつつ上昇し、多孔質板5によって微細化された
のち、原料水の循環流内に供給されて原料水と混合しつ
つ上昇し、例えば約0〜6.5℃、約26〜60kg/
cm2 雰囲気でNGHスラリが連続的に生成される。こ
のとき、コイル蒸発器3の近傍、例えば側部に配置され
た超音波振動子4による振動によって原料水とNGの微
細泡との接触が促進される。
In such a configuration, the raw water 15 is
After being extracted from the bottom of the storage tank 12 by the operation of a pump and a valve (not shown), a predetermined amount of additive is added from the additive container 10 according to a concentration controller (not shown), and the pressure is passed through a raw water supply pipe 11. Is about 2
It is supplied to the bottom of the gas-liquid contact space 2 of the pressure-resistant container 1 adjusted to 6 to 60 kg / cm 2 , that is, between the porous plate 5 and the lowermost coil evaporator 3. It flows as an upward flow while being cooled to 0 to 6.5 ° C., flows out from the top of the pressure vessel 1 and flows into the downstream buffer tank 9, and most of it flows through the hydrate storage tank 12 to the pressure vessel 1. Forms a circulating flow returning to the bottom of the gas-liquid contact space 2, and partially
From the bottom through the hydrate return pipe 21 and the raw water supply pipe 11 to the bottom of the gas-liquid contact space 2 of the pressure vessel 1. On the other hand, the natural gas, which is the raw material gas, is introduced into the gas space 6 at the bottom of the pressure vessel 1 by the raw material gas pipe 7 after the circulating flow of the raw water is formed, and the raw water occupying the gas space 6 is removed. It rises while being eliminated by gas pressure, and after being fined by the porous plate 5, is supplied into the circulating flow of the raw water and rises while mixing with the raw water, for example, about 0 to 6.5 ° C., about 26 ~ 60kg /
NGH slurry is continuously produced in a cm 2 atmosphere. At this time, the contact between the raw water and the fine bubbles of NG is promoted by the vibration of the ultrasonic vibrator 4 arranged near the coil evaporator 3, for example, on the side.

【0014】生成したNGH、原料水および未反応のN
Gを含む混合スラリ流は、バッファータンク9に流入
し、NGHの含有量が多いスラリと少ないスラリとに分
離し、NGH含有量の多いスラリは、配管20を経てハ
イドレート貯蔵タンク12にその頂部から流入し、該貯
蔵タンク内にメタンハイドレートが貯蔵、濃縮され、メ
タンハイドレートと重力分離した原料水15が原料水供
給配管11を経て耐圧容器1の気液接触スペース2に流
入する。一方、バッファータンク9で分離されたNGH
含有量の少ないスラリの一部はハイドレート戻し配管2
1を経て原料水供給配管11の原料水循環流に混合され
る。貯蔵タンク12内は、上部空間部の未反応NG、最
下層の原料水15および中間層のNGH13の3層に重
力分離する。このとき貯蔵タンク12の圧力は一定制御
されるので、未反応天然ガスはガス還流配管19を経て
前記原料ガス配管7に戻され、再利用される。
The produced NGH, raw water and unreacted N
The mixed slurry stream containing G flows into the buffer tank 9 and is separated into a slurry containing a large amount of NGH and a slurry containing a small amount of NGH, and the slurry containing a large amount of NGH is passed through a pipe 20 to a hydrate storage tank 12 at its top. Methane hydrate is stored and concentrated in the storage tank, and the raw water 15 separated by gravity from the methane hydrate flows into the gas-liquid contact space 2 of the pressure-resistant container 1 via the raw water supply pipe 11. On the other hand, NGH separated in the buffer tank 9
Part of the slurry with low content is hydrate return pipe 2
1 and is mixed with the raw water circulating flow of the raw water supply pipe 11. The inside of the storage tank 12 is separated by gravity into three layers: unreacted NG in the upper space, raw water 15 in the lowermost layer, and NGH 13 in the intermediate layer. At this time, since the pressure of the storage tank 12 is controlled to be constant, the unreacted natural gas is returned to the raw material gas pipe 7 via the gas reflux pipe 19 and is reused.

【0015】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、連続的かつ大量に製造することができる。また、
製造したNGHの融解冷熱を建物の冷房、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、ガス
デマンドに供給源が追従できなくなった場合、生成した
NGHを融解してメタンガスとしてバックアップ供給す
ることができるので、本発明装置を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させ
ることもできる。
According to this embodiment, the bubble tower system in which natural gas bubbles are blown into the raw water is adopted, so that the NGH
The amount of heat generated in the chemical reaction process can be efficiently discharged out of the system via the raw water, so that NGH can be efficiently produced continuously and in large quantities. Also,
The melting and cooling heat of the manufactured NGH can be effectively used for cooling a building, cooling a factory, and the like. According to this embodiment, when the supply source cannot follow the gas demand, the generated NGH can be melted and supplied as a methane gas in a backup manner. Can also be used as a relay base.

【0016】本実施例において、耐圧容器1の気液接触
スペース2内に設けるコイル蒸発器3は、2段またはそ
れ以上に分割して配置される。また、冷媒は冷凍機8か
ら各コイル蒸発器3に並列に供給されることが好まし
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。すなわ
ち、メタンハイドレートは狭い温度領域で相変化が生じ
るので、温度制御を厳密に行う必要があり、例えば静圧
温度差約±0.1〜±0.5℃以内の温度制御が必要と
なる。従って、コイル蒸発器1台が占める高さは、冷媒
の種類に関係なくなるべく低い方がよく、本発明におい
ては、約200mm〜1500mm程度とすることが好
ましい。例えば、R22冷媒の場合、静圧温度差±0.
1〜±0.5℃に対応するコイル蒸発器3の高さは約2
60mm〜1300mm程度となる。
In this embodiment, the coil evaporator 3 provided in the gas-liquid contact space 2 of the pressure vessel 1 is divided into two or more stages. Further, it is preferable that the refrigerant is supplied from the refrigerator 8 to each of the coil evaporators 3 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. That is, since methane hydrate undergoes a phase change in a narrow temperature range, it is necessary to perform strict temperature control, for example, a temperature control within a static pressure temperature difference of about ± 0.1 to ± 0.5 ° C. is required. . Therefore, the height occupied by one coil evaporator is preferably as low as possible irrespective of the type of refrigerant, and in the present invention, it is preferable to be about 200 mm to 1500 mm. For example, in the case of R22 refrigerant, the static pressure temperature difference ± 0.
The height of the coil evaporator 3 corresponding to 1 to ± 0.5 ° C. is about 2
It is about 60 mm to 1300 mm.

【0017】本実施例において、多孔質板5としては、
例えば金属またはセラミックス製のものが使用される。
微細孔は焼結法、レーザービーム法またはドリル等で加
工される。孔の大きさおよび配列は特に限定されるもの
ではないが、NGHの製造効率を高めるためには、天然
ガスをできる限り微細化することが好ましい。多孔質板
として焼結板を用いてもよい。また多孔質板材料とし
て、撥水性材料または撥水性材料でコーティングしたも
のを用いることもできる。
In this embodiment, as the porous plate 5,
For example, those made of metal or ceramics are used.
The fine holes are processed by a sintering method, a laser beam method, a drill, or the like. The size and arrangement of the holes are not particularly limited, but it is preferable to make the natural gas as fine as possible in order to increase the production efficiency of NGH. A sintered plate may be used as the porous plate. As the porous plate material, a water-repellent material or a material coated with a water-repellent material can also be used.

【0018】本実施例において、耐圧容器1の気液接触
スペース内の圧力は、26〜60kg/cm2 (温度を
基準に、温度圧力平衡曲線から求めた圧力の1.2倍程
度まで)、好ましくは26〜50kg/cm2 、より好
ましくは30〜40kg/cm2 とする。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。気液接触スペース2
内の温度は約0〜6.5℃、好ましくは約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、特に低温側ではコイル蒸発器
管外に結水が生じて冷却性能が落ち、ハイドレートの生
成効率が低下する。なお、ハイドレートは温度圧力生成
曲線の生成条件を満たす限り、上記条件の範囲外であっ
ても生成可能である。
In this embodiment, the pressure in the gas-liquid contact space of the pressure vessel 1 is 26 to 60 kg / cm 2 (up to about 1.2 times the pressure obtained from the temperature-pressure equilibrium curve based on the temperature) Preferably it is 26-50 kg / cm < 2 >, More preferably, it is 30-40 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. Gas-liquid contact space 2
The temperature inside is about 0 to 6.5 ° C, preferably about 1 to 4 ° C. If the temperature is too high or too low, a hydrate phase change is likely to occur. In particular, on the low temperature side, water is formed outside the coil evaporator tube, and the cooling performance is reduced, and the hydrate generation efficiency is reduced. The hydrate can be generated even outside the above range as long as the generation condition of the temperature-pressure generation curve is satisfied.

【0019】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スラリが一旦生成され始めた後
は、NGH戻し配管21を介してNGHスラリの一部を
原料水に混入させることが好ましい。これによって種晶
効果によりNGH生成時の過冷却現象を回避し、NGH
を安定製造することができる。
In the present embodiment, as an additive to be added to the raw water, for example, ketones (eg, acetone) and aliphatic amines are 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, after the NGH slurry is once generated, it is preferable to mix a part of the NGH slurry into the raw water via the NGH return pipe 21. This avoids the supercooling phenomenon during the generation of NGH due to the seed crystal effect,
Can be manufactured stably.

【0020】天然の都市ガス(13A)はエタン(C2
6 )、プロパン(C3 8 )、ブタン(C4 10)等
の重質炭化水素とメタ(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。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
のハイドレート生成条件である約0℃、26kg/cm
2 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。
Natural city gas (13A) is ethane (C 2
H 6), propane (C 3 H 8), butane (C 4 H 10) heavy made from light hydrocarbons hydrocarbons and meta (CH 4), the composition volume ratio, such as (%) is a schematic CH 4: C 2 H 6 : C 3
H 8: C 4 H 10 = 88: 6: 4: 2. In the process of producing NGH, butane and propane have a property of being more easily hydrated than methane. Therefore, for example, about 0 ° C., 26 kg / cm
If the production equipment is operated with two or more, heavy hydrocarbons other than methane will already be in gas hydrate.

【0021】本実施例において、NGHからNGを再生
させたい場合は、貯蔵タンク12の減圧操作または昇温
操作によって得ることができる。すなわち、例えば貯蔵
タンク12内の原料水を、冷房空調システム、工場冷熱
プロセス装置等の負荷熱交換器16に通して作った温水
を、放熱負荷配管22を通して貯蔵タンク12の気相ま
たは液相中の融解スプレー装置14に供給してスプレー
し、このとき生成するNGを製品ガス配管18を介して
ユーザーに供給することができる。なお、NGHからN
Gを再生させる物理化化学的条件は、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。また本実施例装置は、既存要素技術を組み合わせ
たものであり、実用化について何ら問題はなく、スピー
ディな実用化が期待できる。本実施例装置において、コ
イル蒸発器3表面へのハイドレートの付着を防止するた
めに、前記コイル蒸発器3の後流の気液接触スペース内
に原料ガスを導入するようにしてもよい。
In this embodiment, when it is desired to regenerate NG from NGH, it can be obtained by depressurizing the storage tank 12 or raising the temperature. That is, for example, raw water in the storage tank 12 is passed through a load heat exchanger 16 such as a cooling air-conditioning system or a factory cooling / heating process apparatus, and hot water is produced. Is supplied to the melting spray device 14 for spraying, and NG generated at this time can be supplied to the user via the product gas pipe 18. In addition, from NGH to N
The physicochemical conditions for regenerating G can be easily set by recalling an NGH generation curve (pressure vs. temperature). The device of this embodiment is a combination of the existing elemental technologies, and has no problem in practical use, and can be expected to be quickly put into practical use. In the apparatus of the present embodiment, in order to prevent hydrate from adhering to the surface of the coil evaporator 3, the raw material gas may be introduced into the gas-liquid contact space downstream of the coil evaporator 3.

【0022】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、冷媒コンデンサー
の冷却熱源に未利用の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。図2
は、本発明の他の実施例を示す装置系統図、図3は、図
2の多孔質板5の平面図、図4は、図2の回転羽根23
の説明図、図5は、図4のV−V線に沿った断面図であ
る。この装置が図1の装置と異なる点は、冷凍機8とコ
イル蒸発器3とを連結する冷媒ラインに冷媒リザーバー
タンク27を設け、耐圧容器1の多孔質板5の上面近傍
に回転羽根23を設けると共に前記多孔質板5の下面近
傍にヒータ24を配置し、ガススペース6内にタービン
静翼25および前記回転羽根23と連結したタービン動
翼26を設けた点である。なお、28は冷媒膨張弁、2
9はガス圧調整弁、30および31は、保冷材である。
In this embodiment, during the NGH manufacturing operation,
It is preferable to keep the heat-dissipation load system and the molten regeneration gas delivery system in a stopped state as much as possible. In addition, in the refrigerator unit of the present embodiment, low-temperature seawater or river water that is not used as a cooling heat source for the refrigerant condenser can be effectively used as an energy saving measure. Furthermore, running costs can be reduced by using nighttime power. FIG.
Is a system diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 3 is a plan view of the porous plate 5 of FIG. 2, and FIG. 4 is a rotary blade 23 of FIG.
5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. This apparatus differs from the apparatus shown in FIG. 1 in that a refrigerant reservoir tank 27 is provided in a refrigerant line connecting the refrigerator 8 and the coil evaporator 3, and a rotary blade 23 is provided near the upper surface of the porous plate 5 of the pressure-resistant container 1. The point is that a heater 24 is disposed near the lower surface of the porous plate 5 and a turbine moving blade 26 connected to the turbine stationary blade 25 and the rotary blade 23 is provided in the gas space 6. 28 is a refrigerant expansion valve, 2
9 is a gas pressure regulating valve, and 30 and 31 are cold insulators.

【0023】本実施例においても、上記実施例と同様、
NGHの化学反応過程で生じる発熱量を原料水を介して
系外に効率よく排出することができるので、NGHを大
量に、安全に、かつ連続的に製造することができる。本
実施例によれば、多孔質板5の上面近傍に図4および図
5に示したように、泡切りナイフ部33および水流を受
ける翼部34を有する複数枚の回転羽根23を設けたこ
とにより、前記多孔質板5の水側接触面にシャーベット
氷状に堆積するNGHを掻き取ることができるので、多
孔質板5のNGHによる目詰まり閉塞を防止できる。ま
た回転羽根23による気泡の切断分離機能により、NG
の気泡が微細化されるので水とNGとの接触効率が向上
し、NGHの生成効率が高くなる。さらに、多孔質板5
の下面近傍にヒータ24を設けたことにより、前記多孔
質板5に付着するNGHを融解、除去して目詰まり閉塞
を防止することができる。ヒータの容量は、例えば多孔
質板5の温度を約1〜3℃上昇させて堆積付着するNG
Hを融解させることができる程度で十分である。
In this embodiment, as in the above embodiment,
Since the calorific value generated during the chemical reaction process of NGH can be efficiently discharged out of the system via the raw water, NGH can be produced in large quantities, safely and continuously. According to this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, a plurality of rotary blades 23 having a bubble-cutting knife portion 33 and a wing portion 34 for receiving a water flow are provided near the upper surface of the porous plate 5. Thereby, the NGH that accumulates like sherbet ice on the water-side contact surface of the porous plate 5 can be scraped, so that the clogging of the porous plate 5 due to the NGH can be prevented. In addition, the function of cutting and separating air bubbles by the rotating blades 23 allows NG
Since the air bubbles are miniaturized, the contact efficiency between water and NG is improved, and the generation efficiency of NGH is increased. Further, the porous plate 5
By providing the heater 24 in the vicinity of the lower surface of the substrate, NGH attached to the porous plate 5 can be melted and removed to prevent clogging and blockage. The capacity of the heater is set, for example, by raising the temperature of the porous plate 5 by about 1 to 3 ° C.
It is sufficient that H can be melted.

【0024】本実施例によれば、耐圧容器1のガススペ
ース6内にタービン静翼25を設けたことにより、ター
ビン動翼26で動圧を減じたガスが、静圧を回復したの
ち、上向きの整流ガスとなって多孔質板5から吹き出さ
れるので、原料ガスが偏流することなく、より微細泡と
なって原料水中に均一に吹き出し、原料水との接触効率
が向上し、結果としてNGHの生成効率が向上する。本
実施例において、原料水は、耐圧容器1の内壁に沿った
接線方向に2またはそれ以上の方向から、旋回流を形成
するように導入することが好ましい(図4参照)。ま
た、原料ガスとしての天然ガスも、タービン動翼26の
駆動源となるように、原料水の導入方向と同一方向にガ
ススペース6内に噴射、供給されることが好ましい。こ
れによって多孔質板5の上面に設けられた回転羽根23
の動力を確保することができる。なお、回転羽根23の
駆動源として電動モータを用いてもよい。
According to this embodiment, by providing the turbine stationary blades 25 in the gas space 6 of the pressure vessel 1, the gas whose dynamic pressure has been reduced by the turbine rotor blades 26 recovers the static pressure and then faces upward. The raw material gas is blown out of the porous plate 5 as a rectified gas, and the raw material gas does not drift, but becomes finer bubbles and is blown out uniformly into the raw water, thereby improving the contact efficiency with the raw water. Generation efficiency is improved. In this embodiment, the raw water is preferably introduced from two or more directions tangentially along the inner wall of the pressure vessel 1 so as to form a swirling flow (see FIG. 4). Further, it is preferable that natural gas as a raw material gas is also injected and supplied into the gas space 6 in the same direction as the raw water introduction direction so as to be a driving source of the turbine blade 26. As a result, the rotating blades 23 provided on the upper surface of the porous plate 5
Power can be secured. Note that an electric motor may be used as a drive source of the rotary blade 23.

【0025】本実施例において、多孔質板5としては、
図3に示したように、同一の大きさの円形の孔を同心円
状に規則正しく穿ったものが好適に使用されるが、特に
これに限定されるものではない。図6は、本発明の別の
実施例を示す装置系統図である。この装置が図1の装置
と異なるところは、耐圧容器1の気液接触スペース2内
に配置した最上段コイル蒸発器3の上部にガス噴射管3
5を設け、該ガス噴射管35に原料ガス配管7およびガ
スクーラ36を介して原料である天然ガスを供給するよ
うにし、かつ貯蔵タンク12の底部から原料水を抜き出
して耐圧容器1の下部ガススペースに供給する原料水供
給配管11を設けた点である。
In this embodiment, as the porous plate 5,
As shown in FIG. 3, a circular hole having the same size and regularly formed concentrically is preferably used, but is not particularly limited thereto. FIG. 6 is an apparatus system diagram showing another embodiment of the present invention. 1 differs from the apparatus shown in FIG. 1 in that a gas injection pipe 3 is provided above a top coil evaporator 3 disposed in a gas-liquid contact space 2 of a pressure vessel 1.
5 is provided so that natural gas as a raw material is supplied to the gas injection pipe 35 through the raw material gas pipe 7 and the gas cooler 36, and raw water is extracted from the bottom of the storage tank 12 and the lower gas space of the pressure-resistant vessel 1 is provided. This is the point that a raw water supply pipe 11 for supplying the raw water is provided.

【0026】このような構成において、原料水は、耐圧
容器1の気液接触スペースを流出し、バッファータンク
9、貯蔵タンク12を経て原料水供給配管11を介して
前記耐圧容器1の下部スペースに流入する循環流を形成
し、原料ガスである天然ガスは、原料ガス配管7を流通
し、ガスクーラ36で所定温度に冷却されたのち耐圧容
器1の上部気液接触スペース2の最上段コイル蒸発器3
の上部に配置されたガス噴射管35を介して前記原料水
の循環流内に噴射され、気液接触し、以下同様にハイド
レートが生成、貯蔵される。
In such a configuration, the raw water flows out of the gas-liquid contact space of the pressure vessel 1, passes through the buffer tank 9, the storage tank 12, and flows into the lower space of the pressure vessel 1 via the raw water supply pipe 11. A natural gas, which is a raw material gas, flows through the raw material gas pipe 7 and is cooled to a predetermined temperature by a gas cooler 36, and then the uppermost coil evaporator in the upper gas-liquid contact space 2 of the pressure-resistant container 1. 3
Is injected into the circulating flow of the raw water through a gas injection pipe 35 arranged at the upper part of the nozzle, comes into gas-liquid contact, and similarly generates and stores hydrate.

【0027】本実施例によれば、耐圧容器1の上部スペ
ースである気液接触スペース2のコイル蒸発器3の上部
空間部が化学反応場所となるので、前記コイル蒸発器3
のコイルへのガスハイドレートの付着を回避することが
できる。本実施例によれば、コイル蒸発器3の上部空間
部に超音波振動子4を配置したことにより、原料水と天
然ガスとの接触効率がよくなりNGHの生成効率が向上
する。本発明は、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。
According to this embodiment, since the upper space of the coil evaporator 3 in the gas-liquid contact space 2 which is the upper space of the pressure-resistant container 1 serves as a chemical reaction site, the coil evaporator 3
Gas hydrate can be prevented from adhering to the coil. According to the present embodiment, by arranging the ultrasonic oscillator 4 in the upper space of the coil evaporator 3, the contact efficiency between the raw water and the natural gas is improved, and the generation efficiency of NGH is improved. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention has utility value as a combined plant of a cold energy supply business and a natural gas storage and supply business.

【0028】[0028]

【発明の効果】本願の請求項1に記載の発明によれば、
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を大量にかつ安定して製造することがで
きる。本願の請求項2に記載の発明によれば、多孔質板
の近傍に回転羽根を設けたことにより、上記発明の効果
に加え、多孔質板表面を常時クリーニングしてNGHに
よる目詰まり閉塞を防止することができる。本願の請求
項3に記載の発明によれば、多孔質板の近傍に加熱手段
を設けたことにより、上記発明と同様、NGHによる多
孔質板の閉塞を防止することができる。
According to the invention described in claim 1 of the present application,
By adopting the bubble column system in which natural gas bubbles are blown into the raw water, the amount of heat generated in the chemical reaction process of NGH can be efficiently discharged out of the system via the raw water, so that a large amount of NGH can be discharged. And it can be manufactured stably. According to the invention described in claim 2 of the present application, by providing the rotating blades near the porous plate, in addition to the effect of the above invention, the surface of the porous plate is constantly cleaned to prevent clogging and blockage due to NGH. can do. According to the third aspect of the present invention, since the heating means is provided in the vicinity of the porous plate, it is possible to prevent the porous plate from being blocked by NGH, as in the above-described invention.

【0029】本願の請求項4に記載の発明によれば、原
料ガスの供給手段を、最上段コイル蒸発器の上部に配置
したガス噴射管を介して天然ガスを供給するものとした
ことにより、上記発明の効果に加え、前記コイル蒸発器
へのガスハイドレートの付着を回避して閉塞を防止する
ことができる。本願の請求項5に記載の発明によれば、
バッファータンクおよびその後流の貯蔵タンクを設けた
ことにより、上記発明の効果に加え、生成したメタンハ
イドレートを効率よく貯蔵し、濃縮することができる。
本願の請求項6に記載の発明によれば、放熱負荷配管を
設けたことにより、上記発明の効果に加え、製造したN
GHからNGを再生してメタンガスユーザーに供給する
ことができる本願の請求項7に記載の発明によれば、未
反応ガスの還流配管を設けたことにより、上記発明の効
果に加え、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。
According to the invention as set forth in claim 4 of the present application, the means for supplying the raw material gas supplies natural gas via the gas injection pipe disposed above the uppermost coil evaporator. In addition to the effects of the invention described above, it is possible to prevent gas hydrate from adhering to the coil evaporator and prevent blockage. According to the invention described in claim 5 of the present application,
By providing the buffer tank and the storage tank in the downstream, the generated methane hydrate can be efficiently stored and concentrated, in addition to the effects of the present invention.
According to the invention described in claim 6 of the present application, by providing the heat radiation load pipe, in addition to the effect of the above invention, the manufactured N
According to the invention of claim 7 of the present application, in which NG can be regenerated from GH and supplied to a methane gas user, the provision of the unreacted gas reflux pipe provides, in addition to the effect of the invention, unreacted gas. Natural gas can be reused as a source gas.

【0030】本願の請求項8に記載の発明によれば、気
液接触スペース内に超音波振動子を設けたことにより、
上記発明の効果に加え、原料水とNGとの接触が促進さ
れ、NGHの生成効率が向上する。本願の請求項9に記
載の発明によれば、原料水に天然ガスを吹き込むことに
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を大量にかつ安定して製造することができる。本
願の請求項10に記載の発明によれば、耐圧容器内を流
通する原料水の循環流内に天然ガスを吹き込むことによ
り、例えば生成したNGHの一部を原料水中に種晶核と
して混入させることができるので、上記発明の効果に加
え、NGH生成時の過冷却現象を回避し、NGHを安定
製造することができる。
According to the invention described in claim 8 of the present application, by providing the ultrasonic vibrator in the gas-liquid contact space,
In addition to the effects of the above invention, contact between the raw water and NG is promoted, and the generation efficiency of NGH is improved. According to the invention as set forth in claim 9 of the present application, by blowing natural gas into the raw water, the calorific value generated in the chemical reaction process of NGH can be efficiently discharged out of the system via the raw water. ,
NGH can be produced stably in large quantities. According to the invention as set forth in claim 10 of the present application, by blowing natural gas into the circulating flow of the raw water flowing through the pressure vessel, for example, a part of the generated NGH is mixed as seed crystal nuclei in the raw water. Therefore, in addition to the effects of the above-described invention, it is possible to avoid a supercooling phenomenon at the time of NGH generation and to stably produce NGH.

【0031】本願の請求項11に記載の発明によれば、
上記発明の効果に加え、回転羽根によって多孔質板表面
を常時クリーニングしてNGHによる目詰まり閉塞を防
止することができる。本願の請求項12に記載の発明に
よれば、加熱手段によって、上記発明と同様、NGHに
よる多孔質板の閉塞を防止することができる。本願の請
求項13に記載の発明によれば、耐圧容器内を流通する
原料水の循環流内に天然ガスを吹き込むことにより、生
成したNGHの一部が原料水中に種晶核としてするの
で、上記発明の効果に加え、NGH生成時の過冷却現象
を回避し、NGHを安定製造することができる。また、
コイル蒸発器の上部に天然ガスを吹き込むことにより、
前記コイル蒸発器へのNGHの付着を防止することがで
きる。
According to the invention described in claim 11 of the present application,
In addition to the effects of the invention described above, the surface of the porous plate is constantly cleaned by the rotating blades to prevent clogging and blockage due to NGH. According to the invention as set forth in claim 12 of the present application, it is possible to prevent the porous plate from being clogged with NGH by the heating means, as in the above invention. According to the invention of claim 13 of the present application, by blowing natural gas into the circulating flow of raw water flowing through the pressure vessel, a part of the generated NGH is made into seed crystal nuclei in the raw water, In addition to the effects of the invention described above, it is possible to avoid the supercooling phenomenon during the generation of NGH and to stably produce NGH. Also,
By injecting natural gas into the upper part of the coil evaporator,
It is possible to prevent NGH from adhering to the coil evaporator.

【0032】本願の請求項14に記載の発明によれば、
原料水、天然ガスおよび生成したNGHの混合物をバッ
ファータンクを介して貯蔵タンクに導入することによ
り、上記発明の効果に加え、生成したNGHを効率よく
貯蔵し、濃縮することができる。本願の請求項15に記
載の発明によれば、上記発明の効果に加え、製造したN
GHからNGを再生してメタンガスのユーザーに供給す
ることができる本願の請求項16に記載の発明によれ
ば、上記発明の効果に加え、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。本願の請求項17に
記載の発明によれば、2段またはそれ以上に設けられた
コイル蒸発器によって耐圧容器内温度を調節することに
より、上記発明の効果に加え、正確な温度制御が可能と
なり、NGHの生成効率が向上する。本願の請求項18
に記載の発明によれば、上記発明の効果に加え、原料水
とNGとの接触が促進され、NGHの生成効率が向上す
る。
According to the invention described in claim 14 of the present application,
By introducing the mixture of the raw water, the natural gas, and the generated NGH into the storage tank via the buffer tank, the generated NGH can be efficiently stored and concentrated, in addition to the effect of the present invention. According to the invention as set forth in claim 15 of the present application, in addition to the effects of the above invention, the manufactured N
According to the invention of claim 16 in which NG can be regenerated from GH and supplied to a user of methane gas, in addition to the effects of the above invention, unreacted natural gas can be reused as a source gas. it can. According to the invention described in claim 17 of the present application, by adjusting the temperature in the pressure-resistant container by the coil evaporator provided in two or more stages, accurate temperature control becomes possible in addition to the effect of the above invention. , NGH generation efficiency is improved. Claim 18 of the present application
According to the invention described in (1), in addition to the effects of the above invention, contact between the raw water and NG is promoted, and the generation efficiency of NGH is improved.

【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】本発明の他の実施例を示す装置系統図。FIG. 2 is an apparatus system diagram showing another embodiment of the present invention.

【図3】図2の多孔質板を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing the porous plate of FIG. 2;

【図4】図2の回転羽根を示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing the rotary blade of FIG. 2;

【図5】図4のV−V線矢示方向断面図。FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. 4;

【図6】本発明の別の実施例を示す装置系統図。FIG. 6 is an apparatus system diagram showing another embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…耐圧容器、2…気液接触スペース、3…コイル蒸発
器、4…超音波振動子、5…多孔質板、6…ガススペー
ス、7…原料ガス配管、8…冷凍機、9…バッファータ
ンク、10…添加剤容器、11…原料水供給配管、12
…貯蔵タンク(ガスホルダ)、13…メタンハイドレー
ト(NGH)、14…融解スプレー装置、15…原料
水、16…負荷熱交換器、17…ガスヒータ、18…製
品ガス配管、19…未反応ガス還流配管、20…配管、
21…ハイドレート戻し配管、22…放熱負荷配管、2
3…回転羽根、24…ヒータ、25…タービン静翼、2
6…タービン動翼、27…冷媒リザーバータンク、28
…冷媒膨張弁、29…ガス圧調整弁、30、31…保冷
材、32…孔、33…泡切りナイフ部、34…翼部。3
5…ガス噴射管、36…ガスクーラ、37…原料水ノズ
ル。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pressure-resistant container, 2 ... Gas-liquid contact space, 3 ... Coil evaporator, 4 ... Ultrasonic vibrator, 5 ... Porous plate, 6 ... Gas space, 7 ... Raw material gas piping, 8 ... Refrigerator, 9 ... Buffer Tank, 10: additive container, 11: raw water supply pipe, 12
... storage tank (gas holder), 13 ... methane hydrate (NGH), 14 ... melting spray device, 15 ... raw water, 16 ... load heat exchanger, 17 ... gas heater, 18 ... product gas piping, 19 ... unreacted gas reflux Piping, 20 ... piping,
21: Hydrate return pipe, 22: Radiation load pipe, 2
3: rotating blades, 24: heater, 25: turbine vanes, 2
6 Turbine blade, 27 Refrigerant reservoir tank, 28
... refrigerant expansion valve, 29 ... gas pressure regulating valve, 30, 31 ... cooling material, 32 ... hole, 33 ... bubble knife section, 34 ... wing section. Three
5 ... gas injection pipe, 36 ... gas cooler, 37 ... raw water nozzle.

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Claims (18)

【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
耐圧容器内を上下二つのスペースに区画する多孔質板
と、前記上部スペース内に2段またはそれ以上に配置さ
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、前記上部スペース内の最下段コイル蒸発器の
下部に原料水を供給する手段と、前記下部スペースに天
然ガスを供給する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 said predetermined high pressure; A porous plate partitioned into two spaces, a coil evaporator arranged in two or more stages in the upper space, a refrigerator for supplying a refrigerant to the coil evaporator, and a lowermost stage in the upper space An apparatus for producing methane hydrate, comprising: means for supplying raw water to a lower part of a coil evaporator; and means for supplying natural gas to the lower space.
【請求項2】 前記多孔質板の上面近傍に、該多孔質板
の表面に付着するハイドレートを掻き取る回転羽根を設
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 methane hydrate production apparatus according to claim 1, wherein a rotating blade for scraping hydrate adhering to the surface of the porous plate is provided near the upper surface of the porous plate. .
【請求項3】 前記多孔質板の下面近傍に、該多孔質板
を加熱する加熱手段を設け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 heating means for heating the porous plate is provided near the lower surface of the porous plate.
Or the methane hydrate production apparatus according to 2.
【請求項4】 前記原料水供給手段を、前記耐圧容器の
下部スペース内に原料水を供給するものとし、前記天然
ガス供給手段を、前記耐圧容器の上部スペース内に配置
された最上段コイル蒸発器の上部にガス噴射管を介して
天然ガスを供給するものとし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。
4. The method according to claim 1, wherein the raw water supply means supplies raw water to a lower space of the pressure vessel, and the natural gas supply means is supplied to an uppermost coil evaporator disposed in an upper space of the pressure vessel. The apparatus for producing methane hydrate according to claim 1, wherein natural gas is supplied to an upper portion of the vessel via a gas injection pipe.
【請求項5】 前記耐圧容器の上部スペース出口にバッ
ファータンクを介してハイドレートの貯蔵タンクを設
け、該ハイドレート貯蔵タンクの底部と前記原料水の供
給手段とを連結したことを特徴とする請求項1〜4の何
れかに記載のメタンハイドレートの製造装置。
5. A hydrate storage tank is provided via a buffer tank at an upper space outlet of the pressure vessel, and a bottom of the hydrate storage tank is connected to the raw water supply means. Item 5. An apparatus for producing methane hydrate according to any one of Items 1 to 4.
【請求項6】 前記ハイドレート貯蔵タンクの底部から
液相を抜き出して負荷熱交換器を経てハイドレート貯蔵
タンクの上部空間部または液相内に戻す放熱負荷配管を
設けたことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の
メタンハイドレートの製造装置。
6. A radiating load pipe for extracting a liquid phase from the bottom of the hydrate storage tank and returning the liquid phase to an upper space portion of the hydrate storage tank or the liquid phase via a load heat exchanger is provided. Item 6. An apparatus for producing methane hydrate according to any one of Items 1 to 5.
【請求項7】 前記ハイドレート貯蔵タンクの気相部か
ら天然ガスを抜き出し、前記天然ガスの供給手段に戻す
還流配管を設けたことを特徴とする請求項1〜6の何れ
かに記載のメタンハイドレートの製造装置。
7. The methane according to claim 1, wherein a reflux pipe is provided for extracting natural gas from a gas phase portion of the hydrate storage tank and returning the natural gas to a supply means of the natural gas. Hydrate manufacturing equipment.
【請求項8】 前記耐圧容器の上部スペース内に、前記
コイル蒸発器に対応してまたは独立に超音波振動子を設
けたことを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のメ
タンハイドレートの製造装置。
8. The methane hydride according to claim 1, wherein an ultrasonic vibrator is provided in an upper space of the pressure vessel in correspondence with or independently of the coil evaporator. Rate production equipment.
【請求項9】 天然ガスと水を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、耐
圧容器内の原料水に天然ガスを吹き込んで0〜6.5
℃、26〜60kg/cm2 雰囲気で前記原料水と天然
ガスを接触させることを特徴とするメタンハイドレート
の製造方法。
9. A methane hydrate production method for producing a hydrate by bringing natural gas into contact with water, wherein the natural gas is blown into the raw water in the pressure-resistant vessel to produce a hydrate of 0 to 6.5.
A method for producing methane hydrate, wherein the raw water and natural gas are brought into contact with each other at a temperature of 26 ° C. and an atmosphere of 60 to 60 kg / cm 2 .
【請求項10】 前記耐圧容器が、多孔質板で区画され
た上部スペースと下部スペースとを有し、上部スペース
から流出し、耐圧容器後流のバッファータンクおよびハ
イドレート貯蔵タンクを経て耐圧容器の前記上部スペー
スの底部に流入する原料水の循環流内に前記耐圧容器の
下部スペースから多孔質板を介して天然ガスの微細泡を
吹き込むことを特徴とする請求項9に記載のメタンハイ
ドレートの製造方法。
10. The pressure-resistant container has an upper space and a lower space defined by a porous plate, flows out of the upper space, and passes through a buffer tank and a hydrate storage tank downstream of the pressure-resistant container. The methane hydrate according to claim 9, wherein fine bubbles of natural gas are blown from a lower space of the pressure-resistant container through a porous plate into a circulating flow of the raw material water flowing into a bottom of the upper space. Production method.
【請求項11】 前記多孔質板の上面に付着するハイド
レートを、回転羽根で掻き取ることを特徴とする請求項
10に記載のメタンハイドレートの製造方法。
11. The method for producing methane hydrate according to claim 10, wherein the hydrate adhering to the upper surface of the porous plate is scraped by a rotating blade.
【請求項12】 前記多孔質板の下面に付着するハイド
レートを、加熱手段を用いて融解させることを特徴とす
る請求項10または11に記載のメタンハイドレートの
製造方法。
12. The method for producing methane hydrate according to claim 10, wherein the hydrate adhering to the lower surface of the porous plate is melted by using a heating means.
【請求項13】 前記耐圧容器が、多孔質板で区画され
た上部スペースと下部スペースとを有し、上部スペース
から流出し、耐圧容器後流のバッファータンクおよびハ
イドレート貯蔵タンクを経て耐圧容器の前記下部スペー
スに流入する原料水の循環流内に、前記上部スペース内
に配置された2段またはそれ以上のコイル蒸発器のうち
最上段のコイル蒸発器上部に配置されたガス噴射管を介
して天然ガスの微細泡を吹き込むことを特徴とする請求
項9に記載のメタンハイドレートの製造方法。
13. The pressure-resistant container has an upper space and a lower space defined by a porous plate, flows out of the upper space, and passes through a buffer tank and a hydrate storage tank downstream of the pressure-resistant container. In the circulating flow of the raw water flowing into the lower space, via a gas injection pipe arranged above the uppermost coil evaporator of the two or more coil evaporators arranged in the upper space. The method for producing methane hydrate according to claim 9, wherein fine bubbles of natural gas are blown.
【請求項14】 前記耐圧容器の上部スペース内の原料
水、天然ガスおよび生成したメタンハイドレートの混合
物をバッファータンクに導入し、該バッファータンク上
部のメタンハイドレート含有量の多い混合物を後流のハ
イドレート貯蔵タンクに導入して前記生成したメタンハ
イドレートを貯蔵し、該メタンハイドレートと重力分離
した原料水をハイドレート貯蔵タンクの底部から抜き出
して前記請求項10に記載の上部スペースの底部または
請求項13に記載の下部スペースに循環させることを特
徴とするメタンハイドレートの製造方法。
14. A mixture of raw water, natural gas and generated methane hydrate in an upper space of the pressure vessel is introduced into a buffer tank, and a mixture having a high methane hydrate content in the upper part of the buffer tank is supplied to a downstream side. The methane hydrate is introduced into a hydrate storage tank to store the generated methane hydrate, and the raw material water gravity-separated from the methane hydrate is extracted from the bottom of the hydrate storage tank, and the bottom of the upper space according to claim 10 or A method for producing methane hydrate, wherein the methane hydrate is circulated in the lower space according to claim 13.
【請求項15】 前記ハイドレート貯蔵タンクの底部か
ら液相を抜き出し、負荷熱交換器を経てハイドレート貯
蔵タンクの上部空間部または液相内に戻し、発生する天
然ガスを需要先に送給することを特徴とする請求項10
〜14の何れかに記載のメタンハイドレートの製造方
法。
15. A liquid phase is withdrawn from the bottom of the hydrate storage tank, returned to the upper space of the hydrate storage tank or into the liquid phase via the load heat exchanger, and the generated natural gas is sent to a demand destination. 11. The method according to claim 10, wherein
15. The method for producing methane hydrate according to any one of items 14 to 14.
【請求項16】 前記ハイドレート貯蔵タンクの上部空
間部内の天然ガスを抜き出し、原料ガスとして再使用す
ることを特徴とする請求項10〜15の何れかに記載の
メタンハイドレートの製造方法。
16. The method for producing methane hydrate according to claim 10, wherein natural gas in the upper space of the hydrate storage tank is extracted and reused as a raw material gas.
【請求項17】 前記耐圧容器内の温度調節を、耐圧容
器の上部スペース内に配置した2段またはそれ以上のコ
イル蒸発器によって行うことを特徴とする請求項10〜
16の何れかに記載のメタンハイドレートの製造方法。
17. The temperature control in the pressure vessel is performed by two or more coil evaporators arranged in an upper space of the pressure vessel.
16. The method for producing methane hydrate according to any one of 16.
【請求項18】 前記原料水と天然ガスを接触させる際
に、原料水と天然ガスの混合物に超音波振動子による振
動を与えることを特徴とする請求項9〜17の何れかに
記載のメタンハイドレートの製造方法。
18. The methane according to claim 9, wherein a vibration of an ultrasonic vibrator is applied to a mixture of the raw water and the natural gas when the raw water and the natural gas are brought into contact with each other. Hydrate manufacturing method.
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