JP2003073679A

JP2003073679A - ガスハイドレートスラリー脱水装置

Info

Publication number: JP2003073679A
Application number: JP2001264911A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kimura; 隆宏木村; Shojiro Iwasaki; 省二郎岩崎; Katsuo Ito; 勝夫伊東; Yuichi Kondo; 雄一近藤; Kozo Yoshikawa; 孝三吉川; Hirotsugu Nagayasu; 弘貢長安; Haruhiko Ema; 晴彦江間
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2001-08-31
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2003-03-12
Anticipated expiration: 2021-08-31
Also published as: JP5106727B2

Abstract

(57)【要約】【課題】連続的に効率よく脱水して含水率の低いガス
ハイドレートとし、その貯蔵や輸送にかかるコストを削
減するのに適したガスハイドレートスラリー脱水装置を
提供する。【解決手段】原料スラリーの供給を受ける原料スラリ
ー導入口４０ｂ、分離した回収水を排出する回収水排出
口４０ｅ及び回収したガスハイドレートを取り出すハイ
ドレート排出口４０ｆを備えた容器本体４０と、該容器
本体４０の内部に設けた筒形スクリーン状のろ材４０ｃ
と、該ろ材４０ｃの内部に設置されて回転するスクリュ
ー部４１と、該スクリュー部４１の駆動部４２とを具備
してなるスクリュープレス型脱水機１２Ａとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば天然ガス
のような原料ガスと水とを接触させて生成したガスハイ
ドレート（水和物）が含んでいる水分を除去するガスハ
イドレートスラリー除去装置に関する。

【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あと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。しかしながら、たとえば液化天然ガスの主成
分であるメタンの場合、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ＬＮ
Ｇ輸送船といった専用の輸送手段が必要となる。こうし
た装置等の製造および維持・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。

【０００３】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（以下「天然ガスハイドレート」と
する）を生成し、この固体状態のまま貯蔵・輸送すると
いう方法が見出され、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
易である。このため、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なり、従って、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。

【０００４】この天然ガスハイドレートとは、包接化合
物（クラスレート化合物）の一種であって、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
分子、すなわちメタン（ＣＨ₄）、エタン（Ｃ₂Ｈ₆）、
プロパン（Ｃ₃Ｈ₈）等が入り込み包接された結晶構造を
なすものである。クラスレートに包接された天然ガス構
成分子どうしの分子間距離は、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、たとえばメタンの水和物が安定に存在
し得る条件下、すなわち−３０℃・大気圧（１ｋｇ／ｃ
ｍ² ）においては、気体状態と比較して約１／１７０の
体積とすることができる。このように、天然ガスハイド
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。

【０００５】この方法において、ガス田から産出された
天然ガスは、酸性ガス除去工程において二酸化炭素（Ｃ
Ｏ₂ ）や硫化水素（Ｈ₂Ｓ）等の酸性ガスを除去され、
低温・高圧状態にしていったんガス貯蔵部に貯蔵された
後、生成工程において水和される。この天然ガスハイド
レートは水が混在するスラリー状（以下「原料スラリ
ー」とする）であり、続く脱水工程において、原料スラ
リーに混在している未反応の水が除去され、さらに冷却
工程および減圧工程を経て固体となったものがコンテナ
等の容器に封入され、貯蔵装置内において所定の温度・
圧力に調整された状態で貯蔵される。

【０００６】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まれ、目的地まで輸送される。目的
地での陸揚げ後、天然ガスハイドレートは分解工程を経
て天然ガスの状態に戻され、各供給地へと送られる。な
お、上述した天然ガスハイドレートの他にも、原料ガス
を代えることによって、種々のガスハイドレートを生成
することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来のガスハイドレートの生成から輸送までのプロセスに
おいては、下記のような解決すべき問題を有している。
すなわち、ガスハイドレートの生成プラントでは、生成
直後のガスハイドレートが多量の水を含んだスラリー状
であるため、このガスハイドレートをそのままあるいは
冷凍して貯蔵及び輸送をすれば、水（氷）の分だけ容積
や重量が増すため、貯蔵や輸送にかかるコストは膨大な
ものとなってしまう。換言すれば、多量の水を含むスラ
リー状ガスハイドレート（原料スラリー）を冷却すれ
ば、最終製品となるガスハイドレート固体として輸送す
る場合のガス密度が低くなり、余分な水（氷）も同時に
輸送することとなって輸送効率上好ましくない。特に天
然ガスハイドレートの場合には、大気圧下で天然ガスハ
イドレートを貯蔵及び輸送しようとすれば、共存する水
を０℃以下とする必要が生じるため、冷却の際に水を氷
とするために多大なエネルギーが必要となる。なお、ス
ラリー状のガスハイドレートに過剰の水が存在する場合
には、ガスハイドレートと水とを分離するのは困難であ
ることが知られている。

【０００８】このような背景から、生成したガスハイド
レートの原料スラリーから効率よく水を除去（脱水）す
ることが求められ、これを容易に実現するガスハイドレ
ートスラリー脱水装置の開発が望まれている。本発明は
上記の事情に鑑みてなされたものであり、連続的に効率
よく脱水して含水率の低いガスハイドレートとし、最終
製品となる固体のガスハイドレートを貯蔵及び輸送する
のにかかるコストを削減するのに適したガスハイドレー
トスラリー脱水装置の提供を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、以下の手段を採用した。請求項１に記載の
ガスハイドレートスラリー脱水装置は、水を含むガスハ
イドレートの原料スラリーから水分を除去するガスハイ
ドレートスラリー脱水装置であって、前記原料スラリー
の供給を受ける原料スラリー導入口、分離した回収水を
排出する回収水排出口及び回収したガスハイドレートを
取り出すハイドレート排出口を備えた容器本体と、該容
器本体の内部に設けた筒形スクリーン状のろ材と、該ろ
材の内部に設置されて回転するスクリュー部と、該スク
リュー部の駆動手段とを具備してなるスクリュープレス
型の脱水機としたことを特徴とするものである。

【００１０】このようなガスハイドレートスラリー脱水
装置とすれば、スクリュープレス型の脱水機としたこと
によって、物理脱水を連続して容易に実施することが可
能になる。

【００１１】請求項２に記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置は、請求項１記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置において、前記スクリュー部の軸内に冷却媒
体を循環させることを特徴としている。このようなガス
ハイドレートスラリー脱水装置によれば、スクリュー部
の軸内に冷却媒体を循環させるようにしたので、スクリ
ュー部とろ材との間で発生する摩擦熱を冷却により除去
し、ガスハイドレートの分解を抑制することができる。
なお、好適な冷却媒体としては、冷媒や冷水などがあ
る。

【００１２】請求項３に記載のガスハイドレードスラリ
ー脱水装置は、請求項１または２記載のガスハイドレー
トスラリー脱水装置において、前記ろ材の外周部に冷却
媒体を流すことを特徴としている。このようなガスハイ
ドレートスラリー脱水装置によれば、ろ材の外周部に冷
却媒体を流すようにしたので、スクリュー部とろ材との
間で発生する摩擦熱を冷却により除去し、ガスハイドレ
ートの分解を抑制することができる。なお、好適な冷却
媒体としては、冷媒や冷水などがある。

【００１３】請求項４に記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置は、請求項３記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置において、前記冷却媒体が前記ハイドレート
出口側に流されることを特徴としている。このようなガ
スハイドレートスラリー脱水装置によれば、摩擦熱が最
も発生しやすいハイドレート出口側を効率よく冷却する
ことができる。

【００１４】請求項５に記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置は、請求項３または４記載のガスハイドレー
トスラリー脱水装置において、前記回収水排出口から回
収した回収水を前記冷却媒体として使用することを特徴
としている。このようなガスハイドレートスラリー脱水
装置によれば、冷却媒体として回収水を有効に利用して
冷却を行うことができる。

【００１５】請求項６に記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置は、請求項１から４のいずれかに記載のガス
ハイドレートスラリー脱水装置において、前記回収水排
出口から回収した回収水の一部を前記原料スラリー導入
口へ戻すことを特徴としている。このようなガスハイド
レートスラリー脱水装置によれば、回収した回収水の一
部を原料スラリー導入口へ戻すようにしたので、ガスハ
イドレートの回収率を高くすることができる。

【００１６】請求項７に記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置は、請求項１から４のいずれかに記載のガス
ハイドレートスラリー脱水装置において、前記回収水を
前記スクリュー部の搬送方向へ複数段階に分割して回収
することを特徴としている。このようなガスハイドレー
トスラリー脱水装置によれば、スクリュー部の搬送方向
へ複数段に分割して回収水を回収するようにしたので、
ガスハイドレートスラリーのリーク量が少ない上流側
（原料スラリー導入口側）のろ過部と、リーク量が多い
下流側（ハイドレート排出口側）の脱水部とに分割し
て、ガスハイドレート濃度が異なる回収水に分別して回
収することができる。

【００１７】請求項８に記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置は、請求項７記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置において、濃度の濃い回収水を前記原料スラ
リー導入口へ戻すことを特徴としている。このようなガ
スハイドレートスラリー脱水装置によれば、高濃度の回
収水を原料スラリー導入口へ戻すことによって、ガスハ
イドレートの回収率を上げることができる。

【００１８】請求項９に記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置は、請求項８記載のガスハイドレートスラリ
ー脱水装置において、前記原料スラリー導入口へ戻す濃
度の濃い回収水の一部を請求項３または４記載の冷却媒
体として使用することを特徴としている。このようなガ
スハイドレートスラリー脱水装置によれば、ガスハイド
レートの回収率を向上させながら冷却を行うことができ
る。

【００１９】請求項１０に記載のガスハイドレートスラ
リー脱水装置は、請求項７記載のガスハイドレートスラ
リー回収装置において、濃度の濃い回収水を前記原料ス
ラリー導入口へ戻し、濃度の薄い回収水を請求項３また
は４記載の冷却媒体として使用することを特徴としてい
る。このようなガスハイドレートスラリー脱水装置によ
れば、高濃度の回収水を原料スラリー導入口へ戻すこと
で回収率を上げ、低濃度の回収水については冷却媒体と
して有効利用することができる。

【００２０】請求項１１に記載のガスハイドレートスラ
リー脱水装置は、請求項１から１０のいずれかに記載の
ガスハイドレートスラリー脱水装置において、前記容器
本体内に原料ガスを供給して生成容器内と同等のガス組
成とし、かつ、前記容器本体の内部温度をハイドレート
生成温度領域に維持することを特徴としている。このよ
うなガスハイドレードスラリー脱水装置によれば、容器
本体内に原料ガスを供給して生成容器内と同等のガス組
成とし、かつ、容器本体の内部温度をハイドレート生成
温度領域に維持するようにしたので、物理脱水を行って
も残っている残存水をハイドレート化する水和脱水によ
って含水率を下げることができる。なお、スクリュープ
レス型の圧縮脱水により、局部的に内部圧力より外周部
の圧力が高くなるので、特にハイドレート排出口に近い
領域で圧力が高くなってガスハイドレートを生成しやす
くなる。

【００２１】請求項１２に記載のガスハイドレートスラ
リー脱水装置は、請求項１１記載のガスハイドレートス
ラリー脱水装置において、前記容器本体内の原料ガス組
成中ハイドレート化しやすい成分の濃度を生成容器内よ
り高く設定したことを特徴としている。このようなガス
ハイドレートスラリー脱水装置によれば、容器本体内が
生成容器内よりガスハイドレートを生成しやすい環境と
なり、物理脱水に加えて水和脱水も行われるので、より
一層の含水率低下を期待できる。

【００２２】請求項１３に記載のガスハイドレートスラ
リー脱水装置は、請求項１１または１２記載のガスハイ
ドレートスラリー脱水装置において、前記容器本体内の
ガスの一部を、連続的にあるいは間欠的にパージするこ
とを特徴としている。このようなガスハイドレートスラ
リー脱水装置によれば、ガスハイドレート化しない、も
しくはしにくいガスが蓄積して濃度が上昇しすぎるのを
防止し、容器本体内を適切なガス組成に保つことができ
る。

【００２３】請求項１４に記載のガスハイドレートスラ
リー脱水装置は、請求項１から１３のいずれかに記載の
ガスハイドレートスラリー脱水装置において、原料スラ
リー導入口の近傍にろ過手段を設けることを特徴として
いる。このようなガスハイドレートスラリー脱水装置に
よれば、低濃度の原料スラリーから水分を分離して回収
率を向上させることができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスハイドレ
ートスラリー脱水装置の一実施形態を図面に基づいて説
明する。なお、以下の実施形態では、ガスハイドレート
として、天然ガスを原料とする天然ガスハイドレートを
例に示して説明する。＜第１の実施形態＞最初に、本発明に係る第１の実施形
態を図１ないし図３に示して説明する。図１は本発明に
係る天然ガスハイドレートの生成システムのプロセスを
示すブロック図である。図において、符号１は天然ガス
と水とを氷点よりも高温かつ大気圧よりも高圧下で反応
させて天然ガスハイドレートを生成する生成手段、２は
生成された天然ガスハイドレートを物理的に脱水する物
理脱水手段、３は脱水の過程もしくは脱水後において天
然ガスハイドレートに含まれる残存水分を天然ガスと反
応させて天然ガスハイドレートを生成する水和脱水手
段、４は生成された天然ガスハイドレートを冷却する冷
却手段、５は冷却された天然ガスハイドレートを大気圧
まで減圧する減圧手段、６は天然ガスハイドレートを成
形固化する成形手段である。

【００２５】当該生成システムの具体的な装置構成を図
２に示す。図において、１１は生成手段１を構成する生
成装置、１２は物理脱水手段２を構成するガスハイドレ
ートスラリー脱水装置としてのスクリュープレス型脱水
装置、１３は水和脱水手段３を構成する２軸スクリュー
型脱水装置、１４は冷却手段４を構成するスクリューコ
ンベア型冷却装置、１５は減圧手段５を構成するバルブ
切替型減圧装置、１６は成形手段６を構成する加圧プレ
ス型成形装置（ガスハイドレート成形装置）である。ま
た、符号１７は原料である水を貯蔵する貯水槽、１８は
同じく原料である天然ガスを産出するガス田、１９はガ
ス田１８から産出された天然ガスを貯蔵するガス貯蔵部
である。

【００２６】生成装置１１は密閉された圧力容器２０を
有している。圧力容器２０には水配管２１を介して貯水
槽１７が接続されており、圧力容器２０の内部には、水
配管２１を通じて貯水槽１７の水が供給されることによ
って水相Ｌが形成されている。また、水配管２１には給
水ポンプ２２およびバルブ２３が設けられており、水相
Ｌが所定の水位を保つように制御される。

【００２７】また、圧力容器２０にはガス配管２４を介
してガス貯蔵部１９が接続されている。ガス貯蔵部１９
には、ガス田１８から産出された天然ガスが、酸性ガス
および重質成分の除去の工程を経た後、圧縮機等により
低温・高圧の状態にされて貯蔵されている。圧力容器２
０の内部には、ガス貯蔵部１９に貯蔵された天然ガスが
ガス配管２４を通じて供給されることによって気相Ｇが
形成されている。

【００２８】さらに、圧力容器２０には気相Ｇの圧力を
計測する圧力計２５が設けられ、ガス配管にはバルブ２
６および流量調節弁２７が設けられており、流量調節弁
２７の開度は、圧力計２５の計測値に基づき圧力容器２
０内部に天然ガスを補充して気相Ｇの圧力をガスハイド
レートの生成圧力（例えば４０ａｔｍ）に保つように制
御される。

【００２９】圧力容器２０の内部には、水相Ｌの温度を
氷点よりも高温であってガスハイドレートの生成温度
（例えば５℃前後）よりも低温（これの状態を「過冷
却」と定義する）に保つ冷却装置２８が設けられてい
る。冷却装置２８によって過冷却の状態を保つのは、天
然ガスハイドレートが生成する過程で発生する水和熱を
回収し、生成装置１１の内部を常に生成温度に保つため
である。なお、冷却装置２８には、水相Ｌを直接冷却す
る冷却コイルやラジエタ、圧力容器２０を包んで容器全
体を冷却する冷却ジャケットを採用するのが好ましい。

【００３０】圧力容器２０には、底部と頂部とを繋ぐ水
配管３０が接続されている。水配管３０には、フィルタ
３１、バルブ３２、水循環ポンプ３３、熱交換器３４お
よびバルブ３５が設けられている。また、圧力容器２０
の頂部から内側に突き出した水配管３０の端部には、ス
プレーノズル３６が設けられている。

【００３１】水相Ｌの液面に近い圧力容器２０の側面に
は、液面に生成されたスラリー状の天然ガスハイドレー
トを抜き出すスラリー抜出口２０ａが設けられている。
このスラリー抜出口２０ａはスラリー配管３７を介して
スクリュープレス型脱水装置１２に接続されている。ス
ラリー配管３７には、バルブ３８およびスラリー抜出ポ
ンプ３９が設けられており、水相Ｌの液面に生成された
天然ガスハイドレートを抜き出してスクリュープレス型
脱水装置１２に供給するようになっている。

【００３２】スクリュープレス型脱水装置１２は、円筒
形の内部空間４０ａを有する容器本体４０と、容器本体
４０の内部に設けられた筒形スクリーン（メッシュ）状
のろ材４０ｃと、側面に螺旋状の突条部４１ａを有し内
部空間４０ａに配置された軸体であるスクリュー部４１
と、このスクリュー部４１を駆動する電動機等の駆動部
４２とを備えている。容器本体４０の先端（上流側）に
は、生成装置１１においてスラリー状に生成された天然
ガスハイドレート（原料スラリー）を上方から内部空間
４０ａに取り入れる原料スラリー導入口４０ｂが設けら
れている。原料スラリー導入口４０ｂには、上述したス
ラリー配管３７が接続されている。容器本体４０は、内
部空間４０ａを形成するろ材（内壁）４０ｃと外殻を構
成する筐体４０ｄとの二重構造になっており、ろ材４０
ｃはメッシュ加工され、筐体４０ｄの下部には脱水して
内部に溜まった回収水を排出する回収水排水口４０ｅが
設けられている。

【００３３】スクリュー部４１は、突条部４１ａの回転
外周面を内部空間４０ａの内面、すなわちろ材４０ｃに
近接させて配置されるとともに、自らの軸線を中心とし
て所定方向に回転可能に支持されており、軸端に連結さ
れた駆動部４２によって回転駆動される。容器本体４０
の終端（下流側）には、スクリュー部４１の回転によっ
て搬送されてきた天然ガスハイドレートを取り出すハイ
ドレート排出口４０ｆが設けられている。ハイドレート
排出口４０ｆはハイドレート配管４３を介して後段の２
軸スクリュー型脱水装置１３に接続されている。

【００３４】以下では、上述したスクリュープレス型脱
水装置（ガスハイドレートスラリー脱水装置）１２につ
いて、本発明の特徴的な構成を詳述する。図３に示すス
クリュープレス型脱水装置１２Ａは、ろ材４０ｃ内で原
料スラリーをスクリュー部４１により連続的に圧縮し、
水のみをろ材４０ｃの外側に搾り出すことにより、脱水
を行う。同時に原料スラリーは該スクリュー部４１によ
りろ材４０ｃ内を前進し、ハイドレート排出口４０ｆよ
り固形分（ガスハイドレート）として連続的に排出され
る。従って、原料スラリーから連続的にかつ効率よくガ
スハイドレートを回収できるようになるので、天然ガス
ハイドレートの回収率を向上させることができる。

【００３５】上述したスクリュープレス型脱水装置１２
（１２Ａ）で脱水された天然ガスハイドレートは、２軸
スクリュー型脱水装置１３へ送られる。２軸スクリュー
型脱水装置１３は、断面が長円形をなす筒形の内部空間
５０ａを有する容器本体５０と、側面に螺旋状の突条部
５１ａ，５２ａを有し内部空間５０ａに配置されて個々
に回転しながら天然ガスハイドレートを搬送する２本の
軸体５１，５２とを備えている。

【００３６】容器本体５０の先端には、スクリュープレ
ス型脱水装置１２において物理的に脱水された天然ガス
ハイドレートを取り入れる取入口５０ｂが設けられてい
る。取入口５０ｂには、上述したハイドレート配管４３
が接続されている。軸体５１，５２は、両者が平行に配
置されるとともに軸方向から見てそれぞれの突条部５１
ａ，５２ａを重複させて配置されている。さらに、それ
ぞれの突条部５１ａ，５２ａを内部空間５０ａの内面に
近接させて配置されるとともに、自らの軸線を中心とし
て回転可能に支持されており、駆動部５３によって回転
駆動される。なお、両軸体の回転方向は同方向であって
もよいし、異なる方向であってもよい。

【００３７】容器本体５０の終端には、軸体５１，５２
の回転によって搬送されてきたガスハイドレートを取り
出す取出口５０ｃが設けられている。取出口５０ｃには
ハイドレート配管５４を介して後段のスクリューコンベ
ア型冷却装置１４に接続されている。取出口５０ｃに近
い容器体５０の側面には、天然ガスを内部空間５０ａに
供給するガス供給孔５０ｄが設けられている。ガス供給
孔５０ｄは、ガス配管２４から分岐するガス配管５５を
介してガス貯蔵部１９に接続されている。ガス配管５５
にはバルブ５６および流量調節弁５７が設けられてい
る。

【００３８】一方、取入口５０ｂに近い容器体５０に
は、内部空間５０ａの圧力を検出する圧力計５８が設置
されており、流量調節弁５７の開度は、圧力計５８の計
測値に基づき内部空間５０ａに天然ガスを補充して内部
の圧力を常に生成圧（例えば４０ａｔｍ）に保持するよ
うに制御されている。

【００３９】スクリュープレス型脱水装置１２および２
軸スクリュー型脱水装置１３には、容器本体４０，５０
の内部を上記過冷却の状態に保持する冷却装置（図示
略）が設けられている。

【００４０】スクリューコンベア型冷却装置１４は、円
筒形の内部空間６０ａを有する容器本体６０と、側面に
螺旋状の突条部６１ａを有し内部空間６０ａに配置され
た軸体６１とを備えている。容器本体６０の先端には、
２軸スクリュー型脱水装置１３において水和脱水された
天然ガスハイドレートを内部空間６０ａに取り入れる取
入口６０ｂが設けられている。取入口６０ｂには、上述
したハイドレート配管５４が接続されている。

【００４１】軸体６１は、突条部６１ａを内部空間６０
ａの内面に近接させて配置されるとともに、自らの軸線
を中心として所定方向に回転可能に支持されており、駆
動部６２によって回転駆動される。容器体６０の終端に
は、軸体６１の回転によって搬送されてきた天然ガスハ
イドレートを取り出す取出口６０ｃが設けられている。
取出口６０ｃはハイドレート配管６３を介して後段のバ
ルブ切替型減圧装置１５に接続されている。

【００４２】容器本体６０は、内部空間６０ａを形成す
る内壁６０ｄと外殻を構成する筐体６０ｅとの二重構造
になっており、取出口６０ｃに近い筐体６０ｅの側面に
は内壁６０ｄとの隙間に冷媒を導入する冷媒入口６０ｆ
が設けられ、取入口６０ｂに近い筐体６０ｅの側面には
冷媒を導出する冷媒出口６０ｇが設けられている。容器
本体６０には、冷媒入口６０ｆと冷媒出口６０ｇとを繋
ぐ冷媒配管６５が接続されており、冷媒配管６５には冷
媒循環ポンプ６６および熱交換器６７が設けられてい
る。冷媒は熱交換器６６によって冷却され、冷媒配管６
５を通じて内壁６０ｄと筐体６０ｅとの隙間に流入し、
脱水を終えた天然ガスハイドレートを低気圧下でも分解
しない氷点以下の低温（例えば−１０℃〜−１５℃）ま
で冷却する。

【００４３】バルブ切替型減圧装置１５は、ハイドレー
ト配管６３に直列に設けられた２つのバルブ７１，７２
によって構成されている。２つのバルブ７１，７２は離
間して配置され、後段のバルブ７２を経たハイドレート
配管６３は大気開放されており、その後段には加圧プレ
ス型成形装置１６が設けられている。加圧プレス型成形
装置１６は、固定の壁部７５と壁部７５に接近離間可能
に駆動されるプレート７６とを備えている。

【００４４】上記のように構成された生成システムによ
る天然ガスハイドレートの生成について説明する。ま
ず、貯水槽１７から圧力容器２０内に水を導入し水相Ｌ
を形成する。同時に、ガス貯蔵部１９から圧力容器２０
内に天然ガスを導入し、気相Ｇの圧力をガスハイドレー
トの生成圧力にまで高める。なお、水相Ｌを形成する水
には、必要であれば安定化剤を添加してもよい。次に、
水相Ｌの温度を過冷却の状態にまで冷却し、以後はこの
状態が維持されるように温度管理を行う。

【００４５】圧力容器２０内の温度および圧力の状態が
安定したら、水相Ｌを形成する水の一部を水配管３０を
通じて圧力容器２０の底部から抜き出し、熱交換器３４
によって上記再度冷却した後、スプレーノズル３６から
気相Ｇ中に噴霧する。スプレーノズル３６から噴霧され
た水粒子は気相Ｇ中を漂いながら水相Ｌに向けて落下す
る。このように気相Ｇ中に水の粒子を多量に形成するこ
とにより、気相Ｇ中に存在する水の粒子の表面積、すな
わち気相Ｇを形成する天然ガスとの接触面積が極めて大
きくなる。水粒子の表面では、水と天然ガスとの水和反
応が起こり、天然ガスハイドレートが生成される。な
お、圧力容器２０内の温度は氷点よりも高温になるよう
に制御されているので、水相Ｌを形成する水や噴霧され
た水粒子が凍りつくことはない。

【００４６】水粒子の表面で生成された天然ガスハイド
レートはそのまま落下し、水相Ｌの液面に降り積もり、
天然ガスハイドレートの層を形成する。この天然ガスハ
イドレートはスラリー抜出口２０ａから抜き出され、ス
ラリー配管３７を通じてスクリュープレス型脱水装置１
２に送り込まれる。このとき、天然ガスハイドレートは
水とともに回収されるため、含水率が非常に高いスラリ
ー状となる。

【００４７】スラリー配管３７を通じてスクリュープレ
ス型脱水装置１２Ａに送り込まれたスラリー状天然ガス
ハイドレート（原料スラリー）は、スクリーン８０によ
って原料スラリー導入口４０ｂから容器本体４０の内部
空間４０ａに落下し、原料スラリー中に含まれている水
分がろ過分離される。このため、低濃度の原料スラリー
はスクリーン８０におけるろ過によってその濃度を増し
た後、原料スラリー導入口４０ｂを通じて内部空間４０
ａに収容される。従って、以後のスクリュー部４１によ
る物理脱水の負荷が低減され、低濃度の原料スラリーか
ら効率よくガスハイドレートを回収できるようになり、
天然ガスハイドレートの回収率を向上させることができ
る。なお、天然ガスハイドレートから分離された水分
は、ろ材４０ｃのメッシュを通じて筐体４０ｄの下部に
落下して集められ、回収水排出口４０ｅから排出され
る。

【００４８】一方、物理脱水を終えた天然ガスハイドレ
ートは、ハイドレート排出口４０ｆを通じてスクリュー
プレス型脱水装置１２から取り出され、ハイドレート配
管４３を通じて２軸スクリュー型脱水装置１３に送り込
まれる。２軸スクリュー型脱水装置１３に送り込まれた
天然ガスハイドレートは、取入口５０ｂを通じて内部空
間５０ａに収容され、軸体５１，５２の回転によって軸
方向に搬送される。その過程で残存する水分と内部空間
５０ａに供給された天然ガスと接触し、これとともに撹
拌されつつ冷却されることによって残存する水分と天然
ガスとを反応させてハイドレート化する。

【００４９】内部空間５０ａに収容された天然ガスハイ
ドレートは、取出口５０ｃに至るころには残存する水分
のほとんどを未水和の天然ガスと水和反応させることで
脱水され、結果的に天然ガスハイドレートそのものの量
を増加させる。水和脱水を終えた天然ガスハイドレート
は、取出口５０ｃを通じて２軸スクリュー型脱水装置１
３から取り出され、ハイドレート配管５４を通じてスク
リューコンベア型冷却装置１４に送り込まれる。

【００５０】スクリューコンベア型冷却装置１４に送り
込まれた天然ガスハイドレートは、取入口６０ｂを通じ
て内部空間６０ａに収容され、軸体６１の回転によって
軸方向に搬送され、その過程で容器本体６０内部を循環
する冷媒によって冷却される。氷点以下の低温になるま
で冷却された天然ガスハイドレートは、取出口６０ｆを
通じてスクリューコンベア型冷却装置１４から取り出さ
れ、ハイドレート配管６３を通じてバルブ切替型減圧装
置１５に送り込まれる。

【００５１】バルブ切替型減圧装置１５は上流側のバル
ブ７１を開き、下流側のバルブ７２を閉じた状態とさ
れ、天然ガスハイドレートを受け入れる。バルブ７１，
７２間には天然ガスハイドレートが蓄積していくので、
ある程度になったらバルブ７１を閉じ、続いてバルブ７
２を開いてバルブ７１，７２間の天然ガスハイドレート
を大気圧まで減圧する。減圧を終えた天然ガスハイドレ
ートは、バルブ切替型減圧装置１５から取り出され、加
圧プレス型成形装置１６に送り込まれる。

【００５２】加圧プレス型成形装置１６に送り込まれた
天然ガスハイドレートは、プレート７６によって壁部７
５に押し付けられるようにして成形固化される。成形固
化された天然ガスハイドレートは図示しない専用の輸送
容器に収容され、貯蔵・輸送される。

【００５３】上記の生成システムにおいては、天然ガス
と水とを氷点よりも高温、かつ大気圧よりも高圧下で反
応させることで、水を凍らせることなく天然ガスハイド
レートを生成することが可能である。ただし、この天然
ガスハイドレートには多量の水が含まれることになるの
で、生成された天然ガスハイドレートを物理的に脱水
し、さらにこの物理脱水の後に天然ガスハイドレートに
含まれる残存水分を天然ガスと反応させて天然ガスハイ
ドレートを生成することによって天然ガスハイドレート
の含水率を低下させる。

【００５４】ここまでの工程はいずれも氷点よりも高
温、かつ大気圧よりも高圧下で実施されるので、生成さ
れた天然ガスハイドレートを大気圧下に取り出すべく、
これを氷点よりも低温にまで冷却し、残存する水（氷）
の中に凍りづけにしたのち減圧し、大気圧下に取り出せ
るようにする。以上の各工程を実施することで、より含
水率の低い天然ガスハイドレートが得られる。

【００５５】従って、上記の生成システムによれば、含
水率の低い天然ガスハイドレートを生成してその貯蔵や
輸送にかかるコストを削減することができる。また、減
圧を終えた天然ガスハイドレートを成形固化することに
より、貯蔵や輸送の際の利便性を向上させることができ
る。

【００５６】なお、本実施形態においては、物理脱水単
独のスクリュープレス型脱水装置１２Ａにより脱水した
後に水和脱水を行っているが、物理脱水と同時進行的に
水和脱水を行うようにしても構わない。また、減圧手段
５（バルブ切替型減圧装置１５）の後段に成形手段６
（加圧プレス型成形装置１６）を設けたが、成形手段６
を設けず、脱水を終えた天然ガスハイドレートをそのま
ま容器に詰めて貯蔵・輸送することも可能である。

【００５７】＜第２の実施形態＞図４に示すスクリュー
プレス型脱水装置１２Ｂでは、スクリュー部４１の軸内
に流路（図示省略）を形成して、冷却媒体８２を循環さ
せるようにしてある。この冷却媒体８２は、スクリュー
部４１の下流（ハイドレート排出口４０ｆ）側軸端より
軸内を軸方向上流（原料スラリ導入口４０ｂ）側へ向か
って流れてから元の下流側軸端へ戻るように循環するこ
とで、スクリュー部４１とろ材４０ｃとの間で発生する
摩擦熱を吸収して冷却する。

【００５８】すなわち、冷却媒体８２は、突条部４１ａ
が回転することによって脱水されていく天然ガスハイド
レート（原料スラリー）と、この天然ガスハイドレート
が旋回しながら前進する過程で摩擦接触するろ材４０ｃ
の内壁面との間に発生する摩擦熱を吸収し、この摩擦熱
の影響を受けて、せっかく生成した天然ガスハイドレー
トが分解するような温度まで上昇するのを防止する。こ
のような摩擦熱は、天然ガスハイドレートの脱水が進ん
で含水率の低下した下流側ほど大きくなる傾向にあるの
で、冷却媒体８２の循環は必ずしも軸全体にわたる必要
はない。なお、好適な冷却媒体８２としては、たとえば
フロンガスのような冷媒や冷水などがあり、また、上述
した第１実施例と組合せた構成も可能である。

【００５９】このようなスクリュープレス型脱水装置１
２Ｂでは、脱水が進んで含水率の低下した天然ガスハイ
ドレートが、摩擦熱による温度上昇の影響を受けて分解
するのを防止または抑制することができるので、天然ガ
スハイドレートの回収率向上に有効である。

【００６０】＜第３の実施形態＞図５に示すスクリュー
プレス型脱水装置１２Ｃは、上述した第２実施例の摩擦
熱冷却に係る変形例であり、ろ材４０ｃの外周側に冷却
媒体を流す構成が異なっている。図示の例では、スクリ
ュー部４１の下流側上部に冷却ノズル８３を配置して、
ろ材４０ｃの上方から冷水８４（あるいは冷媒）などの
冷却媒体を放出している。こうして放出された冷却媒体
は、ろ材４０ｃの外周面に沿って流下するので、スクリ
ュー部４１とろ材４０ｃとの間で発生する摩擦熱を吸収
して冷却することができる。

【００６１】このようにすれば、冷却媒体は、突条部４
１ａが回転することによって脱水されていく天然ガスハ
イドレート（原料スラリー）と、この天然ガスハイドレ
ートが旋回しながら前進する過程で摩擦接触するろ材４
０ｃの内壁面との間に発生する摩擦熱を吸収し、温度上
昇によって天然ガスハイドレートが分解するのを防止ま
たは抑制することができる。この時、天然ガスハイドレ
ートはスクリュー部４１の回転により加圧を受けている
ため、水分が内側から外側へ向けて流れる状況にあり、
すなわち内側の圧力が高い状況にあるため、固形化して
きた天然ガスハイドレートの外周面において冷却媒体が
浸透するようなことはない。また、上述したように、摩
擦熱は天然ガスハイドレートの脱水が進んで含水率の低
下した下流側ほど大きくなる傾向にある。従って、ろ材
４０ｃの軸方向全体にわたって冷却媒体を流すことも可
能ではあるが、特に、大きな摩擦熱が発生しやすいハイ
ドレート排出口４０ｆに近い下流側に流すことで、より
少ない冷却媒体の消費で効果的に冷却することができ
る。

【００６２】＜第４の実施形態＞図６に示すスクリュー
プレス型脱水装置１２Ｄは、上述した第３実施例の変形
例であり、スクリュー部４１で脱水した回収水を冷却媒
体の冷水８４として使用する。すなわち、ろ材４０ｃを
通過して筐体４０ｄの下部に落下した回収水の一部また
は全量を冷却媒体として再利用するものである。図示の
例では、回収水排水口４０ｅから流出させる回収水の管
路８５から冷却水導入管８６を分岐させ、回収水の一部
を冷水８４として冷却ノズル８３へ供給している。な
お、図示は省略したが、冷却水導入管８６の途中に適当
な冷却手段を設けておき、回収水を適温まで冷却してか
ら冷却ノズル８３へ供給するとよい。

【００６３】また、上述した回収水はまた、図４に示し
た第２実施例の冷却媒体として、すなわちスクリュー部
４１の軸内へ供給する冷却媒体としても再利用すること
が可能である。この場合も、適当な冷却手段を通過させ
て適温に冷却したものを使用するとよい。

【００６４】＜第５の実施形態＞図７に示すスクリュー
プレス型脱水装置１２Ｅは、回収水の一部を原料スラリ
ー導入口４０ｂへ戻すようにしてある。すなわち、ろ材
４０ｃを通過して筐体４０ｄの下部に落下した回収水
は、その一部が回収水排出口４０ｅに接続された回収水
戻し管８７を通って原料スラリーを供給するスラリー配
管３７に合流させるか、あるいは、直接原料スラリー導
入口４０ｂへ供給してもよい。

【００６５】このような構成とすれば、回収水の中に含
まれている天然ガスハイドレートを再度スクリュープレ
ス型脱水装置１２Ｅへ供給することができるので、回収
水を全量廃棄する場合と比較して、天然ガスハイドレー
トの回収率を向上させることができる。

【００６６】＜第６の実施形態＞図８に示すスクリュー
プレス型脱水装置１２Ｆは、回収水をスクリュー部４１
の搬送方向（軸方向）へ複数段階に分割して、図示の例
では２分割して回収するように構成されている。すなわ
ち、筐体４０ｄの下部に仕切板８８を設け、ろ材４０ｃ
を通過して落下してきた回収水を仕切板８８により分割
するようになっている。この仕切板８８は、スクリュー
部４１の軸方向と直交するようにして、筐体４０ｄの底
面に立設されている。

【００６７】この結果、原料スラリー導入口４０ｂに近
い上流側から回収されたスラリー濃度の低い回収水は、
低濃度回収水排水口４０ｇから回収され、ハイドレート
排出口４０ｆに近い下流側から回収されたスラリー濃度
の高い回収水は、高濃度排水口４０ｈから回収される。
従って、仕切板８８を境にして、天然ガスハイドレート
スラリーのリーク量が少ない上流側（原料スラリー導入
口４０ｂ側）のろ過部８９と、リーク量が多い下流側
（ハイドレート排出口４０ｆ側）の脱水部９０とに分割
されるので、天然ガスハイドレート濃度が異なる回収水
に分別して回収することができる。

【００６８】＜第７の実施形態＞図９に示すスクリュー
プレス型脱水装置１２Ｇは、上述した第６実施例のもの
で分別して回収した回収水の内、高濃度回収水排水口４
０ｈから回収した天然ガスハイドレートスラリー濃度の
高い回収水を、循環スラリー９１として原料スラリー導
入口４０ｂへ戻すようにしてある。循環スラリー９１
は、高濃度回収水排水口４０ｈとスラリー配管３７とを
接続したスラリー循環配管９２を流れ、原料スラリーと
共に再度脱水される。すなわち、脱水部９０において、
ろ材４０ｃを通過して筐体４０ｄの下部に落下した高濃
度の回収水は、高濃度回収水排出口４０ｈに接続された
スラリー循環配管９２を通って原料スラリーを供給する
スラリー配管３７に合流し、あるいは直接原料スラリー
導入口４０ｂへ供給される。

【００６９】このような構成とすれば、高濃度の回収水
中に含まれている天然ガスハイドレートを再度スクリュ
ープレス型脱水装置１２Ｇへ供給することができるの
で、回収水の全量を廃棄する場合と比較して、天然ガス
ハイドレートの回収率を向上させることができる。特
に、高濃度の回収水が循環されて原料スラリーと合流す
るので、回収水の全量を戻す場合と比較して水分の割合
が低くなり、脱水の負荷が低減される。

【００７０】＜第８の実施形態＞図１０に示すスクリュ
ープレス型脱水装置１２Ｈは、上述した第７実施例の変
形例であり、高濃度の回収水である循環スラリー９１の
一部を分岐させて、第２実施例（図４参照）または第３
実施例（図５参照）の冷却媒体として使用する。図１０
に示した実施例は、循環スラリー９１の一部を冷却ノズ
ル８３へ供給する冷却水分岐配管９３をスラリー循環配
管９２から分岐させている。なお、冷却水分岐配管９３
の適所に冷却手段（図示省略）を設け、適切な温度まで
冷却してから冷却ノズル８３へ供給するとよい。

【００７１】このような構成とすれば、高濃度の循環ス
ラリー９１を利用して冷却を行うことができ、さらに、
冷却に使用した循環スラリー９１は再度脱水部９０で高
濃度の回収水として回収されて循環するので、摩擦熱除
去の冷却を実施しながら天然ガスハイドレートの回収率
を向上させることができる。

【００７２】また、図示は省略したが、図９に示した第
７の実施形態及び図１０に示した第８の実施形態の変形
例として、以下に説明する構成も可能である。すなわ
ち、循環スラリー９１の一部を分岐させて第２実施例
（図４参照）または第３実施例（図５参照）における冷
却媒体として使用する代わりに、低濃度回収水排出口４
０ｇから回収した低濃度の回収水を冷却媒体として使用
し、高濃度の循環スラリー９１は全量原料スラリー導入
口４０ｂへ戻す。この場合も、冷却媒体として使用する
低濃度の回収水については、適所に冷却手段を設けて適
切な温度まで冷却したものを供給するとよい。

【００７３】このような構成とすれば、高濃度の循環ス
ラリー９１を再度脱水して天然ガスハイドレートを回収
することができるので回収率が向上し、低濃度の回収水
については冷却媒体として有効に利用することができ
る。なお、冷却媒体として使用された低濃度の回収水
は、冷却後に循環スラリー９１として回収されるので、
外部に廃棄されることなく回収水の全量から天然ガスハ
イドレートを回収でき、回収率の向上に有効である。

【００７４】＜第９の実施形態＞図１１に示すスクリュ
ープレス型脱水装置１２Ｉは、容器本体４０内に原料ガ
ス９４を供給して、生成装置（生成容器）１１と同等の
ガス組成とし、かつ、容器本体４０の内部温度をハイド
レート生成領域に維持したものである。原料ガス９４を
スクリュープレス型脱水装置１２Ｉに供給するととも
に、内部を適切な温度にすることにより、天然ガスハイ
ドレートを生成する環境となる。なお、適切な内部温度
については上述した生成装置１１と同様であり、その温
度維持には同様の冷却装置２８などを採用することがで
きる。

【００７５】このような構成とすれば、スクリュープレ
ス型脱水機による物理的な脱水、すなわち圧縮して回収
水を絞り出す物理脱水に加えて、水と原料ガス９４との
水和により天然ガスハイドレートを生成するという水和
脱水が可能となる。従って、物理脱水しても残っている
残存水を水和脱水して、天然ガスハイドレートの含水率
を低下させることができる。また、このような天然ガス
ハイドレートの生成は、ハイドレート排出口４０ｆに近
い下流側ほど圧縮脱水の圧力が高くなっているので、原
料ガス９４の供給は下流側とするのが好ましい。なお、
物理脱水されて固形化しつつある天然ガスハイドレート
は、スクリュー部４１の軸に近い側の内部圧力よりも外
周部側の圧力が局部的に高くなるので、天然ガスハイド
レートの生成には好ましい圧力環境となる。

【００７６】さらに、上述した第９の実施形態におい
て、容器本体４０内の原料ガス組成が、生成反応装置１
１よりも原料ガス中のハイドレート成分の濃度が高くな
るように設定すれば、容器本体４０内がより一層天然ガ
スハイドレートを生成しやすい環境となる。このため、
水和脱水がより一層促進され、含水率をさらに低下させ
ることができる。

【００７７】＜第１０の実施形態＞図１２に示すスクリ
ュープレス型脱水装置１２Ｊは、容器本体４０内に原料
ガス９４を供給して、生成装置（生成容器）１１と同等
のガス組成とし、かつ、容器本体４０の内部温度をハイ
ドレート生成領域に維持することに加えて、容器本体４
０内に存在するガスをパージガス９５としてパージす
る。ここで実施するパージは、容器本体４０内における
原料ガスのうち、Ｏ₂，Ｎ₂などのハイドレート化しな
い、もしくは、しにくい成分のガス濃度を所定の値（範
囲）に維持するように、連続的にあるいは間欠的に実施
する。なお、原料ガス濃度の所定の値（範囲）は、上述
した生成装置１１と同等、またはそれより高いものとな
る。

【００７８】このような構成とすれば、天然ガスハイド
レート化しない、もしくは、しにくい原料ガス成分が容
器本体４０内に蓄積して、天然ガスハイドレート化しな
い、もしくは、しにくいガス濃度が上昇するのを防止で
きる。従って、天然ガスハイドレートを生成しやすい適
切なガス濃度を常に維持して、水和脱水を促進すること
ができる。

【００７９】＜第１１の実施形態＞図１３に示すスクリ
ュープレス型脱水装置１２Ｋは、原料スラリー導入口４
０ｂ近傍に、ろ過手段としてメッシュ状のスクリーン８
０を設けてある。このスクリーン８０は、原料スラリー
導入口４０ｂからろ材４０ｃの内部へ通じる流路を除い
て、ろ材４０ｃを上流側へ延長するように設けられてい
る。

【００８０】このような構成とすれば、このスクリーン
８０で、原料スラリー導入口４０ｂから容器本体４０の
内部空間４０ａに落下してきた原料スラリー中に含まれ
ている水分をろ過分離して、筐体４０ｄの下部に落下さ
せる。このため、低濃度の原料スラリーはスクリーン８
０におけるろ過によってその濃度を増すので、以後のス
クリュー部４１による物理脱水の負荷が低減される。

【００８１】なお、上述した第１〜１１の実施形態に示
したスクリュープレス型脱水装置１２Ａ〜Ｋについて
は、それぞれの特徴的な構成を適宜組合せることができ
る。

【００８２】ところで、上述したスクリュープレス型脱
水装置１２Ａ〜Ｋは、図１に示した生成システムのプロ
セス以外にも使用することができる。以下、上述したス
クリュープレス型脱水装置１２Ａ〜Ｋを適用できるプロ
セスの構成例を図面に基づいて簡単に説明する。なお、
上記実施形態において既に説明した構成要素には同一符
号を付して説明は省略する。図１４に示すブロック図の
プロセス構成（第１変形例）では、脱水によって分離さ
れた水（回収水）を生成手段１に戻して再利用する。具
体的には、スクリュープレス型脱水装置１２Ａ〜Ｋの排
水口４０ｅと貯水槽１７とを接続する水配管を設け、天
然ガスハイドレートから分離された回収水を、この水配
管を通じて貯水槽１７や圧力容器２０に戻すように構成
されている。

【００８３】図１５に示すブロック図のプロセス構成
（第２変形例）では、図１４の場合と同様に、回収水を
生成手段１に戻すのであるが、回収水を生成手段１に戻
す前にその水を冷却する水冷却手段７を設けてある。

【００８４】図１６に示すブロック図のプロセス構成
（第３変形例）では、水和脱水手段３において天然ガス
ハイドレートの生成に供されなかった天然ガスを生成手
段１に導くようにしてある。

【００８５】図１７に示すブロック図のプロセス構成
（第４変形例）では、図１６の場合と同様に、天然ガス
を生成手段１に導入する前に冷却する天然ガス冷却手段
８を設けてある。なお、天然ガス冷却手段８には、天然
ガスを直接的に冷却する機構の他、天然ガスを断熱膨張
させ自らの温度を低下させたうえで昇圧する機構を採用
しても構わない。また、生成手段１への導入前ではな
く、天然ガスを水和脱水手段３へ導入する前に天然ガス
冷却手段８を設けても構わないし、両方に設けても構わ
ない。

【００８６】図１８に示すブロック図のプロセス構成
（第５変形例）では、生成手段１において天然ガスハイ
ドレートの生成に供されなかった天然ガスを水和脱水手
段３に導き、生成手段１と水和脱水手段３との間を循環
させるようにしてある。

【００８７】図１９に示すブロック図のプロセス構成
（第６変形例）では、生成手段１において天然ガスハイ
ドレートを生成した後に残る未反応ガスを生成手段１か
ら除去する（パージする）ようにしてある。なお、図１
７に示すように、天然ガスを生成手段１と水和脱水手段
３との間で循環させる場合には、循環系を構成するガス
配管のいずれかの場所から未反応ガスを除去するように
しても構わない。

【００８８】図２０に示すブロック図のプロセス構成
（第７変形例）では、未反応ガスを内燃機関９やボイラ
等の燃料として利用している。

【００８９】図２１に示すブロック図のプロセス構成
（第８変形例）では、未反応ガスをガスタービン１０の
駆動ガスとして利用している。

【００９０】以上説明したように、本発明のスクリュー
プレス型脱水装置は、図１及び図１４〜２１に示したブ
ロック図のプロセス構成はもちろんのこと、それらの組
合せによるプロセス構成に対しても採用可能である。ま
た、本発明のスクリュープレス型脱水装置は、上記の各
プロセス構成またはそれらの組合せによるプロセス構成
を採用した天然ガスハイドレート生成システムに限ら
ず、生成後の天然ガスハイドレートについて脱水を必要
とするプロセスを採用した生成システムに対しても採用
可能である。さらに、上記の説明では天然ガスハイドレ
ートを例に示してあるが、本発明はこれに限定されるも
のではなく、天然ガスハイドレート以外のガスハイドレ
ートにも適用することができる。なお、本発明の構成は
上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更することがで
きる。

【００９１】

【発明の効果】上述した本発明のガスハイドレートスラ
リー脱水装置によれば、下記のような効果を奏する。請
求項１に記載の発明によれば、スクリュープレス型の脱
水機としたことによって、連続的な物理脱水を容易に実
施できるので、生産性や効率の面で優れたものとなる。

【００９２】請求項２に記載の発明によれば、スクリュ
ー部の軸内に冷却媒体を循環させるようにしたので、ス
クリュー部とろ材との間で発生する摩擦熱を冷却により
除去し、ガスハイドレートの分解を抑制してガスハイド
レートの回収率を向上させることができる。

【００９３】請求項３に記載の発明によれば、ろ材の外
周部に冷却媒体を流すようにしたので、スクリュー部と
ろ材との間で発生する摩擦熱を冷却により除去し、ガス
ハイドレートの分解を抑制することで、ガスハイドレー
トの回収効率を向上させることができる。

【００９４】請求項４に記載の発明によれば、摩擦熱が
最も発生しやすいハイドレート出口側を効率よく冷却す
ることができるので、摩擦熱によるガスハイドレートの
分解を抑制してガスハイドレートの回収効率を向上させ
ることができる。

【００９５】請求項５に記載の発明によれば、冷却媒体
として回収水を有効に利用して冷却を行い、摩擦熱によ
るガスハイドレートの分解を抑制してガスハイドレート
の回収効率を向上させることができる。

【００９６】請求項６に記載の発明によれば、回収した
回収水の一部を原料スラリー導入口へ戻すようにしたの
で、ガスハイドレートを廃棄することなく回収して回収
率を向上させることができる。

【００９７】請求項７に記載の発明によれば、スクリュ
ー部の搬送方向へ複数段に分割して回収水を回収するよ
うにしたので、ガスハイドレートスラリーのリーク量が
少ない上流側のろ過部と、リーク量が多い下流側の脱水
部とに分割して、ガスハイドレート濃度が異なる回収水
に分別して回収することができる。従って、濃度別に回
収した回収水を、最適な用途に再利用することができ
る。

【００９８】請求項８に記載の発明によれば、高濃度の
回収水を原料スラリー導入口へ戻すことによって、ガス
ハイドレートの回収率を向上させることができる。請求
項９に記載の発明によれば、原料スラリー導入口へ戻す
高濃度の回収水の一部を冷却媒体として使用するので、
ガスハイドレートの回収率を向上させながら冷却を行う
ことができる。請求項１０に記載の発明によれば、高濃
度の回収水を原料スラリー導入口へ戻すことで回収率を
上げ、低濃度の回収水については冷却媒体として有効利
用することができる。

【００９９】請求項１１に記載の発明によれば、容器本
体内に原料ガスを供給して生成容器内と同等のガス組成
とし、かつ、容器本体の内部温度をハイドレート生成温
度領域に維持するようにしたので、物理脱水を行っても
残っている残存水をハイドレート化する水和脱水によっ
て含水率を下げることができる。請求項１２に記載の発
明によれば、容器本体内が生成容器内よりガスハイドレ
ートを生成しやすい環境となり、物理脱水に加えて水和
脱水も行われるので、より一層の含水率を低下させるこ
とができる。請求項１３に記載の発明によれば、ガスハ
イドレート化しない、もしくは、しにくいガス成分が蓄
積して濃度が上昇しすぎるのを防止し、容器本体内を適
切なガス濃度に保つことで水和脱水を促進することがで
きる。

【０１００】請求項１４に記載の発明によれば、原料ス
ラリー導入口の近傍に設けたろ過手段によって、原料ス
ラリー導入口から落下してきた低濃度の原料スラリーか
ら水分を分離させることができるので、含水率の小さい
ガスハイドレートを効率よく回収して回収率を向上させ
ることができる。

【０１０１】従って、原料スラリーから余分な水分を効
率よく脱水して含水率の低いガスハイドレートを提供で
きるので、貯蔵や輸送にかかるコストを削減するのに有
効な含水率の低い固体のガスハイドレート（最終製品）
を製造するのに適したガスハイドレートスラリー脱水装
置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る実施形態として、天然ガスハイ
ドレート生成システムのプロセス構成例を示すブロック
図である。

【図２】図１の生成システムの具体的な装置構成を示
す図である。

【図３】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱水
装置の第１の実施形態を示す構成図である。

【図４】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱水
装置の第２の実施形態を示す構成図である。

【図５】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱水
装置の第３の実施形態を示す構成図である。

【図６】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱水
装置の第４の実施形態を示す構成図である。

【図７】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱水
装置の第５の実施形態を示す構成図である。

【図８】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱水
装置の第６の実施形態を示す構成図である。

【図９】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱水
装置の第７の実施形態を示す構成図である。

【図１０】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置の第８の実施形態を示す構成図である。

【図１１】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置の第９の実施形態を示す構成図である。

【図１２】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置の第１０の実施形態を示す構成図である。

【図１３】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置の第１１の実施形態を示す構成図である。

【図１４】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置を適用可能な天然ガスハイドレート生成システム
のプロセス（第１変形例）を示すブロック図である。

【図１５】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置を適用可能な天然ガスハイドレート生成システム
のプロセス（第２変形例）を示すブロック図である。

【図１６】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置を適用可能な天然ガスハイドレート生成システム
のプロセス（第３変形例）を示すブロック図である。

【図１７】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置を適用可能な天然ガスハイドレート生成システム
のプロセス（第４変形例）を示すブロック図である。

【図１８】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置を適用可能な天然ガスハイドレート生成システム
のプロセス（第５変形例）を示すブロック図である。

【図１９】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置を適用可能な天然ガスハイドレート生成システム
のプロセス（第６変形例）を示すブロック図である。

【図２０】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置を適用可能な天然ガスハイドレート生成システム
のプロセス（第７変形例）を示すブロック図である。

【図２１】本発明に係るガスハイドレートスラリー脱
水装置を適用可能な天然ガスハイドレート生成システム
のプロセス（第８変形例）を示すブロック図である。

【符号の説明】

１２，１２Ａ〜Ｋスクリュープレス型脱水装置（ガ
スハイドレートスラリー脱水装置）４０容器本体４０ｂ原料スラリー導入口４０ｃろ材４０ｅ回収水排水口４０ｆハイドレート排出口４０ｇ低濃度回収水排出口４０ｈ高濃度回収水排出口４１スクリュー部４２駆動部８０スクリーン（ろ過手段）

───────────────────────────────────────────────────── 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 7/20 Ｃ１０Ｌ 3/00 Ａ 9/02 Ｂ０１Ｄ 29/30 ５０１ (72)発明者伊東勝夫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)発明者近藤雄一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)発明者吉川孝三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)発明者長安弘貢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Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AA04 AD10 AD17 AD33 BD82

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水を含むガスハイドレートの原料スラ
リーから水分を除去するガスハイドレートスラリー脱水
装置であって、前記原料スラリーの供給を受ける原料スラリー導入口、
分離した回収水を排出する回収水排出口及び回収したガ
スハイドレートを取り出すハイドレート排出口を備えた
容器本体と、該容器本体の内部に設けた筒形スクリーン
状のろ材と、該ろ材の内部に設置されて回転するスクリ
ュー部と、該スクリュー部の駆動手段とを具備してなる
スクリュープレス型脱水機としたことを特徴とするガス
ハイドレートスラリー脱水装置。
【請求項２】前記スクリュー部の軸内に冷却媒体を
循環させることを特徴とする請求項１記載のガスハイド
レードスラリー脱水装置。
【請求項３】前記ろ材の外周部に冷却媒体を流すこ
とを特徴とする請求項１または２記載のガスハイドレー
トスラリー脱水装置。
【請求項４】前記冷却媒体が前記ハイドレート出口
側に流されることを特徴とする請求項３記載のガスハイ
ドレートスラリー脱水装置。
【請求項５】前記回収水排出口から回収した回収水
を前記冷却媒体として使用することを特徴とする請求項
３または４記載のガスハイドレートスラリー脱水装置。
【請求項６】前記回収水排出口から回収した回収水
の一部を前記原料スラリー導入口へ戻すことを特徴とす
る請求項１から４のいずれかに記載のガスハイドレート
スラリー脱水装置。
【請求項７】前記回収水を前記スクリュー部の搬送
方向へ複数段階に分割して回収することを特徴とする請
求項１から４のいずれかに記載のガスハイドレートスラ
リー脱水装置。
【請求項８】濃度の濃い回収水を前記原料スラリー
導入口へ戻すことを特徴とする請求項７記載のガスハイ
ドレートスラリー回収装置。
【請求項９】前記原料スラリー導入口へ戻す濃度の
濃い回収水の一部を請求項３または４記載の冷却媒体と
して使用することを特徴とする請求項８記載のガスハイ
ドレートスラリー脱水装置。
【請求項１０】濃度の濃い回収水を前記原料スラリ
ー導入口へ戻し、濃度の薄い回収水を請求項３または４
記載の冷却媒体として使用することを特徴とする請求項
７記載のガスハイドレートスラリー回収装置。
【請求項１１】前記容器本体内に原料ガスを供給し
て生成容器内と同等のガス組成とし、かつ、前記容器本
体の内部温度をハイドレート生成温度領域に維持するこ
とを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のガ
スハイドレードスラリー脱水装置。
【請求項１２】前記容器本体内の原料ガス組成中ハ
イドレート化しやすい成分の濃度を生成容器内より高く
設定したことを特徴とする請求項１１記載のガスハイド
レートスラリー脱水装置。
【請求項１３】前記容器本体内のガスの一部を、連
続的にあるいは間欠的にパージすることを特徴とする請
求項１１または１２記載のガスハイドレートスラリー脱
水装置。
【請求項１４】前記原料スラリー導入口の近傍にろ
過手段を設けたことを特徴とする請求項１から１３のい
ずれかに記載のガスハイドレートスラリー脱水装置。