JP2001279278A - Gas hydrate-dewatering apparatus and multistage gas hydrate-dewatering apparatus - Google Patents
Gas hydrate-dewatering apparatus and multistage gas hydrate-dewatering apparatusInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ハイドレート形成
物質（例えばメタン）を含むガスを水和させて生成され
たガスハイドレートを脱水する、ガスハイドレート脱水
装置、及びこれを多段とした多段ガスハイドレート脱水
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas hydrate dehydration apparatus for dehydrating a gas hydrate produced by hydrating a gas containing a hydrate-forming substance (for example, methane), and a multi-stage dehydration apparatus using the same. The present invention relates to a gas hydrate dehydrator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】現在、メタン等の炭化水素を主成分とす
る天然ガスを貯蔵・輸送する方法としては、ガス田から
天然ガスを採取した後液化温度まで冷却し、液化天然ガ
ス（ＬＮＧ）とした状態で貯蔵・輸送する方法が一般的
である。しかし、例えばメタンの場合、液化させるには
−１６２℃といった極低温条件が必要であり、こうした
条件を維持しながら貯蔵・輸送を行うためには、専用の
貯蔵装置や、ＬＮＧ船等といった専用の輸送手段が必要
となる。こうした装置等の製造及び維持・管理には非常
に高いコストを要するため、上記方法に代わる低コスト
の貯蔵・輸送方法が、鋭意研究されてきた。こうした研
究の結果、天然ガスを水和させて固体状態の水和物（ハ
イドレート）を生成し、この固体状態のまま貯蔵・輸送
するとする方法が見出され、近年特に有望視されてい
る。この方法では、ＬＮＧを取扱う場合のような極低温
条件は必要とされず、また固体とするためその取扱いも
比較的容易で、既存の冷凍装置あるいは既存のコンテナ
船を若干改良したものを各々貯蔵装置あるいは輸送手段
として利用可能とでき、大幅な低コスト化が図れるもの
として期待が寄せられている。2. Description of the Related Art At present, as a method of storing and transporting natural gas mainly composed of hydrocarbons such as methane, natural gas is collected from a gas field, cooled to a liquefaction temperature, and liquefied natural gas (LNG). It is a common practice to store and transport in a state where it is kept. However, in the case of methane, for example, liquefaction requires cryogenic conditions such as -162 ° C. To store and transport while maintaining such conditions, a dedicated storage device or a dedicated LNG ship or the like is required. Transportation is required. Since the production, maintenance and management of such devices and the like require extremely high costs, low-cost storage and transportation methods that are alternatives to the above methods have been intensively studied. As a result of such research, a method has been found in which natural gas is hydrated to produce a hydrate in a solid state, and the solid state is stored and transported, and this method is particularly promising in recent years. This method does not require cryogenic conditions as in the case of handling LNG, is relatively easy to handle because it is solid, and stores existing refrigeration equipment or a slightly improved version of an existing container ship, respectively. It is expected that it can be used as a device or as a means of transport, and that it can achieve a significant cost reduction.
【０００３】この天然ガスの水和物（以下、「ガスハイ
ドレート」と記す）とは、包接化合物（クラスレート化
合物）の一種であって、図４（ａ）及び（ｂ）に示すよ
うに、複数の水分子（Ｈ2Ｏ）により形成された立体か
ご型の包接格子（クラスレート）の中に、天然ガスの各
成分を構成するハイドレート形成物質、すなわちメタン
（ＣＨ4）、エタン（Ｃ2Ｈ6）、プロパン（Ｃ3Ｈ8）等
の分子が入り込み包接された結晶構造をなすものであ
る。なお、図４（ａ）は、水分子Ｗが１２面体を形成し
た場合を、図４（ｂ）は、１４面体を形成した場合を、
各々示している。また、ハイドレート形成物質の一例と
して、メタン分子を符号Ｍとして図示している。クラス
レートに包接された天然ガス構成分子同士の分子間距離
は、天然ガスが高圧充填された場合のガスボンベ中にお
ける分子間距離よりも短くなる。これは、天然ガスが緊
密充填された固体を生成し得ることを意味し、例えばメ
タンハイドレートが安定に存在し得る条件下、すなわち
−３０℃・大気圧下（約０．１ＭＰａ）においては、気
体状態と比較して約１／１７０の体積とできるものであ
る。このように、ガスハイドレートは、比較的容易に得
られる温度・圧力条件下において製造可能で、かつ安定
した保存が可能なものである。[0003] The hydrate of natural gas (hereinafter referred to as "gas hydrate") is a kind of clathrate compound (clathrate compound), as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). In a three-dimensional cage-type clathrate (clathrate) formed by a plurality of water molecules (H 2 O), a hydrate-forming substance constituting each component of natural gas, ie, methane (CH 4 ); It has a crystal structure in which molecules such as ethane (C 2 H 6 ) and propane (C 3 H 8 ) enter and are included. 4A shows the case where the water molecules W form a dodecahedron, and FIG. 4B shows the case where the water molecules W form a tetrahedron.
Each is shown. Further, as an example of the hydrate-forming substance, a methane molecule is shown as a symbol M. The intermolecular distance between the natural gas constituent molecules included in the clathrate is shorter than the intermolecular distance in the gas cylinder when natural gas is charged at a high pressure. This means that natural gas can produce a tightly packed solid, for example, under conditions where methane hydrate can be stably present, ie, at -30 ° C. and atmospheric pressure (about 0.1 MPa). The volume can be reduced to about 1/170 of that in the gas state. As described above, the gas hydrate can be manufactured under the temperature and pressure conditions that can be obtained relatively easily, and can be stably stored.
【０００４】上記方法においては、ガス田から受け入れ
られた後の天然ガスは、酸性ガス除去工程にて、二酸化
炭素（ＣＯ2）や硫化水素（Ｈ2Ｓ）等の酸性ガスを除去
された後、低温・高圧状態とされ、ハイドレート生成工
程にて水和され、ガスハイドレートとなる。このガスハ
イドレートは、続く脱水工程にて、混在している未反応
の水が除去され、更に冷却工程及び減圧工程を経て、所
定の温度・圧力に調整された状態でコンテナ等の容器に
封入され、貯蔵装置内で貯蔵される。輸送時には、この
容器のままコンテナ船等の輸送手段に積み込み、目的地
まで輸送する。目的地での陸揚げ後、ガスハイドレート
は、ハイドレート分解工程を経て天然ガスの状態に戻さ
れ、各供給地へと送られる。[0004] In the above method, the natural gas received from the gas field is subjected to an acid gas removal step after removal of an acid gas such as carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen sulfide (H 2 S). And hydrated in a hydrate generation step to form gas hydrate. This gas hydrate is sealed in a container or the like in a state where it is adjusted to a predetermined temperature and pressure through a cooling step and a depressurizing step, where mixed unreacted water is removed in a subsequent dehydration step. And stored in the storage device. At the time of transportation, the container is loaded as it is on a transportation means such as a container ship and transported to the destination. After landing at the destination, the gas hydrate is returned to a natural gas state through a hydrate decomposition step and sent to each supply point.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】脱水工程においては、
フィルタや遠心分離器といった脱水装置を用いて固液分
離する方法が一般的であった。しかし、こうした機械的
な分離法では、脱水できる水量にも限界があり、充分な
脱水が行い得ないものであった。含水率の高いスラリー
状のガスハイドレートを取り扱うこととなると、輸送効
率やハンドリング効率の低下を招くこととなるため、脱
水装置の改善が求められていた。In the dehydration step,
A method of performing solid-liquid separation using a dehydrator such as a filter or a centrifuge has been common. However, in such a mechanical separation method, the amount of water that can be dehydrated is limited, and sufficient dehydration cannot be performed. When handling a gas hydrate in a slurry state having a high water content, the efficiency of transportation and the efficiency of handling are reduced, and therefore, an improvement in a dehydrating apparatus has been required.
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、未反応である水とハイドレート形成物質とを水和さ
せることで、ガスハイドレートの生成効率を高めるとと
もに脱水効率を高めることのできる、ガスハイドレート
脱水装置又は多段ガスハイドレート脱水装置を提供する
こと目的とする。[0006] The present invention has been made in view of the above circumstances, and is intended to increase the efficiency of gas hydrate generation and dehydration by hydrating unreacted water and a hydrate-forming substance. It is an object of the present invention to provide a gas hydrate dehydrator or a multi-stage gas hydrate dehydrator that can be used.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、ハイドレート形成物質を含むガスを水和させて生成
されたガスハイドレートの脱水処理を行うための装置で
あって、装置本体と、該装置本体内に、未反応の水及び
未反応のハイドレート形成物質とともにガスハイドレー
トを導入する導入側管路と、前記装置本体内のガスハイ
ドレートを抜き出す抜出側管路と、前記装置本体内に導
入された前記ガスハイドレート、前記水及び前記ハイド
レート形成物質を攪拌させるとともに前記抜出側管路ま
で送る送り機構と、を備えたことを特徴とする。According to the first aspect of the present invention, there is provided an apparatus for performing a dehydration treatment of a gas hydrate generated by hydrating a gas containing a hydrate-forming substance, the apparatus main body comprising: In the main body of the apparatus, an introduction pipe for introducing gas hydrate together with unreacted water and unreacted hydrate-forming substance, and an extraction pipe for extracting gas hydrate in the main body of the apparatus, A feed mechanism for stirring the gas hydrate, the water, and the hydrate-forming substance introduced into the apparatus main body, and for feeding the gas hydrate, the water, and the hydrate forming substance to the extraction-side conduit.
【０００８】このような構成としたことで、装置本体内
のガスハイドレート、未反応の水及び未反応のガスは、
送り機構によって攪拌されることで、装置本体内には気
流が発生する。そのため、水とガスとが接触する確率が
高くなり、新たにガスハイドレートを生成させることが
できる。そのため、ガスハイドレートの生成効率を高め
ることができ、その結果、ガスハイドレート中の含水率
を低下させて、脱水されたと同様のガスハイドレートを
得ることができる。With this configuration, the gas hydrate, unreacted water and unreacted gas in the main body of the apparatus are
By being stirred by the feed mechanism, an air flow is generated in the apparatus main body. Therefore, the probability of contact between water and gas increases, and gas hydrate can be newly generated. For this reason, the gas hydrate generation efficiency can be increased, and as a result, the water content in the gas hydrate can be reduced, and the same gas hydrate as when dehydrated can be obtained.
【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のガスハイドレート脱水装置であって、前記装置本体内
のガスを循環させる循環路を備えたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided the gas hydrate dehydrating apparatus according to the first aspect, further comprising a circulation path for circulating gas in the apparatus main body.
【００１０】このような構成としたことで、装置本体内
に更に激しい気流を発生させ、水とガスとが接触する確
率を更に高めることができる。[0010] With such a configuration, a more intense airflow is generated in the apparatus main body, and the probability of contact between water and gas can be further increased.
【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項１又は２
に記載のガスハイドレート脱水装置であって、前記装置
本体内にハイドレート形成物質を補充するガス補充路を
備えていることを特徴とする。[0011] The invention described in claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
The gas hydrate dehydration apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a gas replenishment passage for replenishing a hydrate-forming substance in the apparatus main body.
【００１２】このような構成としたことで、装置本体内
への水の持ち込みが多い場合でも、メタン等のハイドレ
ート形成物質を補充して水和させ、ガスハイドレートの
含水率を低下させて、適正な脱水が行える。With this configuration, even when water is largely brought into the apparatus main body, hydrate forming substances such as methane are replenished and hydrated, and the water content of gas hydrate is reduced. And proper dehydration can be performed.
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の
いずれかに記載のガスハイドレート脱水装置であって、
前記送り機構は、回転駆動される回転軸と、該回転軸の
軸線方向に複数設けられた回転翼とを備えていることを
特徴とする。また、請求項５に記載の発明は、請求項４
に記載のガスハイドレート脱水装置であって、前記回転
翼は、前記軸線から離間する方向に各々延在する多数枚
の羽根を備えていることを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the gas hydrate dehydrator according to any one of the first to third aspects,
The feed mechanism includes a rotating shaft that is driven to rotate, and a plurality of rotating blades provided in the axial direction of the rotating shaft. The invention described in claim 5 is the same as the invention described in claim 4.
(4) The gas hydrate dehydrator according to (1), wherein the rotor includes a plurality of blades each extending in a direction away from the axis.
【００１４】このような構成としたことで、複数の攪拌
箇所を設けて高効率で攪拌させることができるととも
に、軸線方向への気流も軸線から離間する方向への気流
も発生させることができる。すなわち、装置本体内に激
しい乱流を発生させることができ、水とガスとが接触す
る確率を更に高めることができる。また、回転翼を多数
枚の羽根により構成するものとすれば、ガスタービン等
と同様に、軸線方向への層流を発生させることができ、
ガスハイドレートを高効率で抜出側管路まで送ることが
できる。With such a configuration, a plurality of stirring portions can be provided to stir with high efficiency, and an airflow in an axial direction and an airflow in a direction away from the axis can be generated. That is, intense turbulence can be generated in the apparatus main body, and the probability of contact between water and gas can be further increased. In addition, if the rotor is configured by a large number of blades, a laminar flow in the axial direction can be generated, similarly to a gas turbine or the like.
The gas hydrate can be sent to the extraction pipe with high efficiency.
【００１５】請求項６に記載の発明は、請求項４又は請
求項５に記載のガスハイドレート脱水装置であって、前
記循環路は、前記装置本体内のガスを吸入する吸入口
と、吸入されたガスを圧縮し吐出する圧縮機と、該圧縮
機から吐出されたガスを、前記回転翼同士の間に形成さ
れた間隙部に吐出する吐出口と、を備えていることを特
徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the gas hydrate dehydrating apparatus according to the fourth or fifth aspect, wherein the circulation path includes a suction port for sucking a gas in the apparatus body, and a suction port. A compressor for compressing and discharging the compressed gas, and a discharge port for discharging the gas discharged from the compressor to a gap formed between the rotor blades. .
【００１６】このような構成としたことで、軸線方向に
流れる水に対し、ほぼ直交する方向からガスを吹き付け
ることができ、接触確率を更に高めることができる。With this configuration, gas can be blown from a direction substantially orthogonal to water flowing in the axial direction, and the contact probability can be further increased.
【００１７】請求項７に記載の発明は、多段ガスハイド
レート脱水装置であって、請求項１〜６のいずれかに記
載のガスハイドレート脱水装置を複数個備えてなり、互
いに抜出管路と導入管路とを連結して直列多段に構成し
ていることにより、ガスハイドレートの脱水、冷却及び
減圧を段階的に行うことを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a multistage gas hydrate dehydrating apparatus, comprising a plurality of the gas hydrate dehydrating apparatuses according to any one of the first to sixth aspects, wherein the pipes are connected to each other. And the introduction pipeline are connected to form a multistage in series, so that dehydration, cooling and decompression of the gas hydrate are performed stepwise.
【００１８】このような構成としたことで、ハイドレー
ト生成装置内の温度条件や圧力条件を段階的に変化さ
せ、高効率で脱水できるとともに、冷却及び減圧も行う
ことができる。With such a configuration, the temperature condition and the pressure condition in the hydrate generating device are changed stepwise, so that dehydration can be performed with high efficiency, and cooling and depressurization can be performed.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１乃至図３を用いて説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００２０】［第１の実施形態］本発明に係るガスハイ
ドレート脱水装置の実施の形態について、図１及び図３
を用いて説明する。始めに、このガスハイドレート脱水
装置を用いて天然ガスを製品ガスハイドレートとするま
での一連の装置構成について、図３を用いて説明する。
ガス田から受け入れられた天然ガスは、先ず天然ガス受
入タンク１に受け入れられ、一旦貯蔵される。ここか
ら、酸性ガス除去装置２に送られ、ガス中に存在する二
酸化炭素（ＣＯ 2）や硫化水素（Ｈ2Ｓ）等の酸性ガスを
除去される。酸性ガスの除去は、これら酸性ガスを、石
灰（ＣａＯ）等のアルカリ試薬と反応させることで行
う。次に、ハイドレート製造装置３に導入され、常温・
高圧のハイドレート生成条件となるように圧縮及び冷却
され、水和されて、ガスハイドレートとなる。ここでい
うハイドレート生成条件とは、メタンハイドレートが生
成し得る条件下、すなわち２〜１０℃程度の温度であっ
て、圧力が４ＭＰａ以上となるような温度・圧力条件で
ある。このガスハイドレートは、未反応の水が残存した
スラリー状となっているので、ガスハイドレート脱水装
置４で余分な水分を除去した後、冷却装置５で冷却さ
れ、減圧装置６で減圧され、低温・状圧のハイドレート
貯蔵条件とされる。このハイドレート貯蔵条件とは、−
２０〜−４０℃程度の温度であって、圧力が大気圧
（０．１ＭＰａ程度）となるような温度・圧力条件であ
る。この状態で、製品ガスハイドレートとしてコンテナ
等の容器に封入され、図示しない貯蔵装置内に送られ、
そこで貯蔵される。[First Embodiment] Gas high according to the present invention
FIGS. 1 and 3 show an embodiment of a drate dewatering apparatus.
This will be described with reference to FIG. First, this gas hydrate dehydration
Using natural gas to convert natural gas into product gas hydrate
Will be described with reference to FIG.
Natural gas received from gas fields is first received
It is received in the input tank 1 and temporarily stored. Here or
Are sent to the acid gas removal device 2 and are present in the gas.
Carbon oxide (CO Two) And hydrogen sulfide (HTwoS) and other acidic gases
Removed. The removal of acid gases removes these gases from the stone.
By reacting with an alkaline reagent such as ash (CaO)
U. Next, it is introduced into the hydrate production device 3 and
Compression and cooling to high pressure hydrate generation conditions
And hydrated to form gas hydrate. Here
Hydrate formation conditions are defined as methane hydrate generation.
Under conditions that can be achieved, that is, at a temperature of about 2 to 10 ° C.
Under the temperature and pressure conditions such that the pressure becomes 4 MPa or more.
is there. In this gas hydrate, unreacted water remained
Since it is in the form of slurry, gas hydrate dehydration equipment
After removing excess water in the device 4, the cooling device 5
The hydrate is decompressed by the decompression device 6 and has a low temperature and pressure.
Storage conditions. The hydrate storage conditions are as follows:
At a temperature of about 20 to -40 ° C, the pressure is atmospheric pressure
(About 0.1 MPa)
You. In this state, the product gas hydrate is
Etc. and sent to a storage device not shown,
It is stored there.
【００２１】このガスハイドレート脱水装置４は、装置
本体１１と、未反応の水及び未反応のガスとともにガス
ハイドレートを装置本体１１内に導入する導入側管路１
２と、装置本体１１内のガスハイドレートを抜き出す抜
出側管路１３と、装置本体１１内に導入されたガスハイ
ドレート、水及びガスを攪拌させるとともに抜出側管路
１３まで送る送り機構１４と、装置本体１１内のガスを
循環させる循環路１５と、を備えている。The gas hydrate dewatering device 4 includes an apparatus main body 11 and an introduction-side pipe 1 for introducing gas hydrate into the apparatus main body 11 together with unreacted water and unreacted gas.
2, an extraction-side pipeline 13 for extracting a gas hydrate in the apparatus main body 11, and a feed mechanism for stirring the gas hydrate, water, and gas introduced into the apparatus main body 11 and sending the gas hydrate to the extraction-side pipeline 13. 14 and a circulation path 15 for circulating gas in the apparatus main body 11.
【００２２】装置本体１１は、密閉された耐圧容器であ
り、導入側管路１２を介して図示しないガスハイドレー
ト製造装置と連結されている。ガスハイドレート製造装
置から装置本体１１内には、ガスハイドレートとともに
未反応のガス及び水がスラリー状となって導入される。
導入側管路１２及び抜出側管路１３には、装置本体１１
内の気密を保持するためのスクリューフィーダ１２ａ、
１３ａが各々設けられている。これにより、装置本体１
１内は、所定の温度・圧力に保たれている。The apparatus main body 11 is a sealed pressure-resistant container, and is connected to a gas hydrate manufacturing apparatus (not shown) via an introduction side pipeline 12. Unreacted gas and water are introduced into the apparatus main body 11 together with the gas hydrate in the form of slurry from the gas hydrate production apparatus.
The apparatus main body 11 is connected to the introduction-side pipeline 12 and the extraction-side pipeline 13.
Screw feeder 12a for maintaining the airtightness inside,
13a are provided. Thereby, the device body 1
1 is maintained at a predetermined temperature and pressure.
【００２３】送り機構１４は、軸線Ｏ回りに回転駆動さ
れる回転軸２１と、回転軸２１の軸線Ｏ方向に複数設け
られた回転翼２２と、を備えている。回転軸２１は、軸
線Ｏ回りに回転可能なように、その両端側を装置本体１
１に支持されている。また、装置本体１１外部に設けら
れた図示しない駆動源によって、回転駆動されるように
なっている。各々の回転翼２２は、多数枚の羽根２２ａ
により構成されている。これら羽根２２ａは、軸線Ｏか
ら離間する方向に延在するように、かつ軸線Ｏに対して
各々が一定角度傾斜するようにして、回転軸２１の周囲
に設けられている。すなわち、回転翼２２が一方向に回
転すると、回転翼２２の前方側のガス等が、各々の羽根
２２同士の間に形成された間隙部に吸引され、回転翼２
２の後方側に吐出されるようになっている。これら回転
翼２２が軸線Ｏ回りに回転することで、装置本体１１内
には気流が発生し、ガスハイドレート、水及びガスは攪
拌されるとともに、順次後方側、すなわち抜出側管路１
３へと送られていく。The feed mechanism 14 includes a rotating shaft 21 that is driven to rotate about an axis O, and a plurality of rotating blades 22 provided in the direction of the axis O of the rotating shaft 21. The two ends of the rotation shaft 21 are rotatable around the axis O.
1 supported. Further, the apparatus is rotatably driven by a drive source (not shown) provided outside the apparatus main body 11. Each rotor 22 has a number of blades 22a.
It consists of. These blades 22a are provided around the rotation shaft 21 so as to extend in a direction away from the axis O and to be inclined at a certain angle with respect to the axis O. That is, when the rotating blades 22 rotate in one direction, gas or the like on the front side of the rotating blades 22 is sucked into the gaps formed between the respective blades 22 and the rotating blades 2 are rotated.
2 is discharged to the rear side. As these rotors 22 rotate around the axis O, an air flow is generated in the apparatus main body 11, and the gas hydrate, the water and the gas are agitated, and sequentially on the rear side, that is, on the extraction side pipeline 1
It is sent to 3.
【００２４】循環路１５は、装置本体１１内のガスを吸
入する吸入口３１と、吸入されたガスを冷却する冷却器
３２と、メタンガス等のハイドレート形成物質を補充す
るガス補充路３３と、吸入されたガスを圧縮し吐出する
圧縮機３４と、圧縮機３５から吐出されたガスを、回転
翼２２同士の間に形成された間隙部に各々吐出する複数
の吐出口３５と、を備えている。ガス補充路３３は、循
環路１５の管路途中に合流するもので、その他端側は図
示しないガスタンクと連結しており、メタンガスやエタ
ンガス等を循環路１５に送るものである。すなわち、循
環路１５を介して装置本体１１内にこれらガスを補充で
きるようになっている。The circulation path 15 includes a suction port 31 for sucking gas in the apparatus main body 11, a cooler 32 for cooling the sucked gas, a gas replenishment path 33 for replenishing hydrate forming substances such as methane gas, and the like. A compressor 34 for compressing and discharging the inhaled gas; and a plurality of discharge ports 35 for discharging the gas discharged from the compressor 35 to gaps formed between the rotary blades 22. I have. The gas replenishment passage 33 joins in the middle of the pipeline of the circulation passage 15, and the other end is connected to a gas tank (not shown), and sends methane gas, ethane gas, and the like to the circulation passage 15. That is, these gases can be replenished into the apparatus main body 11 through the circulation path 15.
【００２５】このガスハイドレート脱水装置３に導入さ
れた、ガスハイドレート、未反応のガス及び水は、送り
機構１４の回転翼２２によって攪拌されるとともに、循
環路１５によって循環される。すなわち、装置本体１１
内には、軸線Ｏから離間する方向への気流が発生すると
ともに、軸線Ｏに沿った方向への層流も発生し、乱流と
層流の双方が発生する。そして、最も流れの激しい回転
翼２２同士の間隙部に、循環されたガス等を吐出するた
め、層流の方向とほぼ直交方向からガス等を吹き付ける
こととなり、激しい乱流が発生する。こうすることで、
ガスと水とが接触する確率を非常に高いものとでき、新
たなガスハイドレートを生成させる。装置本体１１内へ
の水の持ち込みが多い場合や、ガスが水和されてガス濃
度が低下した場合等には、補充路３３からメタン等を補
充して水和させ、装置本体１１内の水分量を減少させ
て、ガスハイドレートの含水率を低下させるようにす
る。こうして脱水されたガスハイドレートは、抜出側管
路１３から装置本体１１外部に抜き出され、冷却装置等
に送られる。The gas hydrate, unreacted gas and water introduced into the gas hydrate dehydrator 3 are stirred by the rotating blades 22 of the feed mechanism 14 and circulated through the circulation path 15. That is, the device body 11
Inside, an airflow is generated in a direction away from the axis O, and a laminar flow is also generated in a direction along the axis O, so that both a turbulent flow and a laminar flow are generated. Then, in order to discharge the circulated gas or the like into the gap between the rotating blades 22 where the flow is the most intense, the gas or the like is blown from a direction substantially orthogonal to the direction of the laminar flow, and a strong turbulent flow is generated. By doing this,
The probability of contact between gas and water can be made very high, and new gas hydrate is generated. When the amount of water brought into the apparatus main body 11 is large, or when the gas is hydrated and the gas concentration is reduced, methane or the like is replenished from the replenishing passage 33 to be hydrated. The amount is reduced so as to reduce the water content of the gas hydrate. The dehydrated gas hydrate is extracted from the extraction side pipe 13 to the outside of the apparatus main body 11 and sent to a cooling device or the like.
【００２６】本実施形態に係るガスハイドレート脱水装
置においては、未反応である水とガスとの接触確率を高
めることで新たなガスハイドレートを生成させ、水分量
を減少させて適正な脱水を行うようにしている。そのた
め、ガスハイドレートの生成効率を高めることができ、
その結果、ガスハイドレート中の含水率を低下させて脱
水されたと同様のガスハイドレートを得ることができ
る。これにより、輸送効率やハンドリング効率を向上さ
せることができる。In the gas hydrate dehydrating apparatus according to the present embodiment, a new gas hydrate is generated by increasing the contact probability between unreacted water and gas, and the amount of water is reduced to perform proper dehydration. I'm trying to do it. Therefore, it is possible to increase the gas hydrate generation efficiency,
As a result, it is possible to obtain the same gas hydrate as that dehydrated by reducing the water content in the gas hydrate. Thereby, transportation efficiency and handling efficiency can be improved.
【００２７】［第２の実施形態］本発明に係る多段ガス
ハイドレート脱水装置の実施の形態について、図２を用
いて説明する。この多段ガスハイドレート脱水装置４Ａ
は、上記第１の実施形態におけるガスハイドレート脱水
装置を多段としたものである。そのため、各々のガスハ
イドレート脱水装置の構成は、上記第１の実施形態にお
けるガスハイドレート脱水装置と同様であり、その詳し
い説明は省略する。[Second Embodiment] An embodiment of a multistage gas hydrate dehydrator according to the present invention will be described with reference to FIG. This multi-stage gas hydrate dehydrator 4A
Is a multi-stage gas hydrate dehydrator in the first embodiment. Therefore, the configuration of each gas hydrate dehydrator is the same as that of the gas hydrate dehydrator in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
【００２８】図２に示すように、多段ガスハイドレート
脱水装置４Ａは、ガスハイドレート脱水装置４を直列に
連結して５段としたものであり、図中には、第１段目か
ら第５段目までを順に符号４ａから４ｅとして示してい
る。これらガスハイドレート脱水装置４ａ〜４ｅは、後
段にいくに従い、装置内部の温度及び圧力が順次低くな
るようになっている。具体的には、例えば、４ａ内を２
℃・５．０ＭＰａに、４ｂ内を−５℃・３．５ＭＰａ
に、４ｃ内を−１５℃・２．０ＭＰａに、４ｄ内を−２
５℃・１．０ＭＰａに、４ｅ内を−３０℃・０．５ＭＰ
ａに、各々維持するようにする。As shown in FIG. 2, the multi-stage gas hydrate dehydrator 4A is composed of five gas hydrate dehydrators 4 connected in series. Up to the fifth stage are indicated as 4a to 4e in order. In these gas hydrate dehydrating devices 4a to 4e, the temperature and pressure inside the devices gradually decrease as going to the later stage. Specifically, for example, 2 in 4a
℃ ・ 5.0MPa, -5 ℃ ・ 3.5MPa in 4b
In 4c, -15 ° C / 2.0MPa, In 4d, -2
5 ℃ ・ 1.0MPa 、 4e inside -30 ℃ ・ 0.5MP
a.
【００２９】ハイドレート製造装置（図示省略）から第
１段であるハイドレート脱水装置４ａに導入された、ガ
スハイドレート、未反応のガス及び水は、順次ハイドレ
ート脱水装置４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅへと送られ、脱水
されていくとともに、より低圧な条件下で冷却されてい
く。すなわち、ハイドレート生成条件からハイドレート
貯蔵条件に近い条件まで、段階的に移行できるようにな
っている。第５段であるハイドレート脱水装置４ｅから
抜き出されたガスハイドレートは、その温度及び圧力が
ハイドレート貯蔵条件の範囲内となっているので、製品
ガスハイドレートとして払い出される。The gas hydrate, unreacted gas and water introduced from the hydrate production device (not shown) to the first stage hydrate dehydration device 4a are sequentially converted into hydrate dehydration devices 4b, 4c, 4d, 4e, is dehydrated and cooled under lower pressure conditions. That is, the condition can be shifted stepwise from the hydrate generation condition to the condition close to the hydrate storage condition. The gas hydrate extracted from the hydrate dewatering device 4e, which is the fifth stage, is discharged as product gas hydrate because its temperature and pressure are within the range of hydrate storage conditions.
【００３０】本実施形態に係る多段ガスハイドレート脱
水装置においては、各々のガスハイドレート脱水装置の
温度条件や圧力条件を段階的に変化させることができ、
高効率で脱水できるとともに、冷却も行うことができ
る。そのため、各々のガスハイドレート脱水装置の仕様
・構成を各々に適したものとでき、装置の信頼性を高め
ることができるとともに、多様な運転条件に対応するこ
とができる。また、後に続く冷却装置や減圧装置を不
要、もしくは構成を非常に簡易なものとできるため、一
連の工程における運転管理を容易に行うことができる。In the multistage gas hydrate dehydrator according to the present embodiment, the temperature condition and the pressure condition of each gas hydrate dehydrator can be changed stepwise.
Dehydration can be performed with high efficiency, and cooling can be performed. Therefore, the specifications and configuration of each gas hydrate dehydration apparatus can be made suitable for each, and the reliability of the apparatus can be improved, and various operating conditions can be coped with. In addition, since a subsequent cooling device or decompression device is unnecessary or the configuration can be made very simple, operation management in a series of steps can be easily performed.
【００３１】なお、上記第１の実施形態においては、回
転翼を多数枚の羽根により構成されるものとしたが、こ
れに限らず、例えばプロペラタイプの回転翼を用いても
差し支えない。また、導入側管路及び抜出側管路の各々
にはスクリューフィーダを用いることとしたが、これに
限らず、装置本体内の気密を保持できる手段であれば、
他の構成であっても差し支えない。更に、上記第２の実
施形態においては、ガスハイドレート脱水装置を５段と
しているが、段数は適宜変更可能である。In the first embodiment, the rotor is constituted by a large number of blades. However, the present invention is not limited to this. For example, a rotor of a propeller type may be used. In addition, although the screw feeder is used for each of the introduction-side pipeline and the extraction-side pipeline, the invention is not limited to this, and any means that can maintain airtightness in the apparatus body may be used.
Other configurations may be used. Furthermore, in the second embodiment, the gas hydrate dehydration apparatus has five stages, but the number of stages can be changed as appropriate.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るガス
ハイドレート脱水装置及び多段ガスハイドレート脱水装
置においては、上記の如き構成としているので、未反応
である水とハイドレート形成物質とを水和させ、ガスハ
イドレートの生成効率を高めるとともに脱水効率を高め
ることができる。As described above, in the gas hydrate dehydrator and the multi-stage gas hydrate dehydrator according to the present invention, the unreacted water and the hydrate-forming substance are separated by the above-mentioned structure. Hydration can increase the production efficiency of gas hydrate and the dehydration efficiency.
【図１】 本発明に係るガスハイドレート脱水装置の
一実施形態を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a gas hydrate dehydrator according to the present invention.
【図２】 本発明に係る多段ガスハイドレート脱水装
置の一実施形態を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a multistage gas hydrate dehydrator according to the present invention.
【図３】 天然ガスを製品ハイドレートとするまでの
一連の装置構成を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a series of devices until natural gas is converted into a product hydrate.
【図４】 ガスハイドレートの分子構造を示す図であ
る。FIG. 4 is a diagram showing the molecular structure of gas hydrate.
４、４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ ガスハイドレート
脱水装置 ４Ａ 多段ガスハイドレート脱水装置 １１ 装置本体 １２ 導入側管路 １３ 抜出側管路 １４ 送り機構 １５ 循環路 ２１ 回転軸 ２２ 回転翼 ２２ａ 羽根 ３１ 吸入口 ３２ 冷却器 ３３ ガス補充路 ３４ 圧縮機 ３５ 吐出口 Ｏ 軸線4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4e Gas hydrate dehydrator 4A Multi-stage gas hydrate dehydrator 11 Main body 12 Inlet-side conduit 13 Extraction-side conduit 14 Feeding mechanism 15 Circulation path 21 Rotating shaft 22 Rotating blade 22a Blade 31 Inlet 32 Cooler 33 Gas replenishment path 34 Compressor 35 Discharge port O Axis
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｃ０７Ｃ 5/00 Ｃ０７Ｃ 7/20 7/20 9/04 9/04 Ｃ１０Ｌ 3/00 Ａ (72)発明者 江間 晴彦 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 渡部 正治 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 藤田 尚義 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 木村 隆宏 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 遠藤 仁 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目１番１ 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 北 吉博 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 Ｆターム(参考） 4D076 AA02 AA13 BD07 HA16 JA01 JA04 4G075 AA03 AA15 AA35 AA63 BB04 BD13 CA03 CA05 4H006 AA04 AC90 AC93 AD33 BD60 BD81 BD82 BE60 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C07C 5/00 C07C 7/20 7/20 9/04 9/04 C10L 3/00 A (72) Inventor Haruhiko Ema 2-1-1, Niihama, Arai-cho, Takasago City, Hyogo Prefecture Inside the Takasago Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Inventor Naoyoshi Fujita 1-1-1, Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.Kobe Shipyard (72) Inventor Takahiro Kimura 1-1-1, Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries Inside Kobe Shipyard Co., Ltd. (72) Inventor Jin Endo 1-1-1 Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe City, Hyogo Prefecture Inside Kobe Shipyard, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. (72) Person Yoshihiro Kita 2-1-1 Shinhama, Arai-machi, Takasago City, Hyogo Prefecture F-term in Takasago Research Laboratory, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 4D076 AA02 AA13 BD07 HA16 JA01 JA04 4G075 AA03 AA15 AA35 AA63 BB04 BD13 CA03 CA05 4H006 AA04 AC90 AC93 AD33 BD60 BD82 BE60
Claims (7)
和させて生成されたガスハイドレートの脱水処理を行う
ための装置であって、 装置本体と、 該装置本体内に、未反応の水及び未反応のハイドレート
形成物質とともにガスハイドレートを導入する導入側管
路と、 前記装置本体内のガスハイドレートを抜き出す抜出側管
路と、 前記装置本体内に導入された前記ガスハイドレート、前
記水及び前記ハイドレート形成物質を攪拌させるととも
に前記抜出側管路まで送る送り機構と、 を備えたことを特徴とするガスハイドレート脱水装置。An apparatus for dehydrating a gas hydrate generated by hydrating a gas containing a hydrate-forming substance, comprising: an apparatus main body; and unreacted water and An introduction-side conduit for introducing gas hydrate together with an unreacted hydrate-forming substance, an extraction-side conduit for extracting gas hydrate in the device main body, and the gas hydrate introduced into the device main body, A feed mechanism that stirs the water and the hydrate-forming substance and feeds the water and the hydrate-forming substance to the extraction-side conduit.
環路を備えたことを特徴とする請求項１に記載のガスハ
イドレート脱水装置。2. The gas hydrate dehydration apparatus according to claim 1, further comprising a circulation path for circulating gas in the apparatus main body.
質を補充するガス補充路を備えていることを特徴とする
請求項１又は２に記載のガスハイドレート脱水装置。3. The gas hydrate dehydration apparatus according to claim 1, wherein a gas replenishment passage for replenishing a hydrate forming substance is provided in the apparatus main body.
軸と、該回転軸の軸線方向に複数設けられた回転翼とを
備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに
記載のガスハイドレート脱水装置。4. The feed mechanism according to claim 1, wherein the feed mechanism includes a rotary shaft driven to rotate, and a plurality of rotary blades provided in an axial direction of the rotary shaft. The gas hydrate dehydration apparatus according to the above.
方向に各々延在する多数枚の羽根を備えていることを特
徴とする請求項４に記載のガスハイドレート脱水装置。5. The gas hydrate dehydration apparatus according to claim 4, wherein the rotor includes a plurality of blades each extending in a direction away from the axis.
を吸入する吸入口と、 吸入されたガスを圧縮し吐出する圧縮機と、 該圧縮機から吐出されたガスを、前記回転翼同士の間に
形成された間隙部に吐出する吐出口と、 を備えていることを特徴とする請求項４又は請求項５に
記載のガスハイドレート脱水装置。6. The circulation path includes: a suction port for sucking gas in the apparatus main body; a compressor for compressing and discharging the sucked gas; The gas hydrate dehydration apparatus according to claim 4, further comprising: a discharge port that discharges into a gap formed between the gas hydrate and the gas hydrate.
ハイドレート脱水装置を複数個備えてなり、互いに抜出
管路と導入管路とを連結して直列多段に構成しているこ
とにより、ガスハイドレートの脱水、冷却及び減圧を段
階的に行うことを特徴とする多段ガスハイドレート脱水
装置。7. A gas hydrate dehydration apparatus according to claim 1, wherein a plurality of gas hydrate dehydration apparatuses are connected to each other, and the extraction pipe and the introduction pipe are connected to each other to form a series multistage. A multistage gas hydrate dehydration apparatus, wherein dehydration, cooling and decompression of a gas hydrate are performed stepwise.
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