JP2004197863A

JP2004197863A - 天然ガス需給調整方法

Info

Publication number: JP2004197863A
Application number: JP2002368292A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Suzuki; 剛鈴木
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2004-07-15

Abstract

【課題】ＣＮＧ船の稼働率や安全性を高める一方、ガスの需要の変化に柔軟に対応する。
【解決手段】圧縮天然ガス（ＣＮＧ）ａを減圧して需要先に送給する一方、その一部を減圧してガスハイドレート製造設備４に導入する。このガスハイドレート製造設備４で水ｃと反応させて水と天然ガスの水和物である天然ガスハイドレート（ＮＧＨ）ｂを生成する。この天然ガスハイドレートｃを貯槽５内に貯蔵し、ガス需要増加時に、貯槽５内に蓄えた天然ガスハイドレートｂを加熱器１４により加熱して再ガス化する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、輸入した圧縮天然ガス（ＣＮＧ：Compressed Natural Gas）の一部をガスハイドレート生成設備で天然ガスハイドレート（ＮＧＨ）に変換して貯槽内に貯蔵し、ガス需要増加時に、貯槽内の天然ガスハイドレート（ＮＧＨ）を再ガス化させる天然ガス需給調整方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ＬＮＧ（液化天然ガス）に代わる天然ガスの輸送方式として、海外の天然ガスを高圧下（例えば、２５０〜３００気圧）で圧力容器（例えば、ボンベや蛇管などの圧力容器）に充填した後、圧力容器ごと運搬船に積載してガス需要地に輸送する新たな構想が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
「川汽、ＣＮＧ輸送の実用化で研究開発新技術が勃興、新たな輸送形態を追求」，隔月刊ＣＯＭＰＡＳＳ１１月号，株式会社海事プレス社，２００２年１１月１５日，ｐ．２２〜２３
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この圧縮ガス輸送方式は、従来の液化方式（ＬＮＧ）に比べて設備が簡単である上（圧縮機と冷却水ポンプとが主要機器である。）、天然ガスが保有する本来のエネルギーを消費する割合がＬＮＧに比べて少ないと云われている（ＬＮＧの半分以下）。
【０００５】
しかし、荷揚げ地において、輸送容器（圧力容器）そのものを貯蔵施設として利用するため、輸送船（ＣＮＧ船）の稼働率が極めて悪く、経済性に難点があると云われている。また、荷揚げした輸送容器（圧力容器）を貯蔵する貯蔵場所の確保が困難である。更に、高圧の圧縮天然ガス（ＣＮＧ）を、そのまま市中に送出する場合は、問題が無いとしても、それを貯蔵する場合には、危険を回避することが困難になる。
【０００６】
他方、ガスの需要は、時々刻々、変化する。特に、昼夜の変化、或いは、季節間の変化が著しいため、ガスを供給するガス供給サイド（ガス事業者）から見ると、ガスの一時貯蔵は不可欠である。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ＣＮＧ船の稼働率や安全性を高める一方、ガスの需要の変化に柔軟に対応することができる天然ガス需給調整方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の天然ガス需給調整方法は、圧縮天然ガスを減圧して需要先に送給する一方、その一部を減圧してガスハイドレート製造設備に導入し、該ガスハイドレート製造設備で水と反応させて水と天然ガスの水和物である天然ガスハイドレートを生成し、該天然ガスハイドレートを貯槽内に貯蔵し、ガス需要増加時に、前記貯槽内に蓄えた天然ガスハイドレートを加熱器により加熱して再ガス化させることを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、本発明の天然ガス需給調整方法は、ガス需要増加時に、貯槽内に蓄えた天然ガスハイドレートを、前記貯槽とポンプ及び加熱器を含んだ循環経路に沿って循環させることを特徴とするものである。
【００１０】
他方、本発明の天然ガス需給調整方法は、圧縮天然ガスを減圧して需要先に送給する一方、その一部及び水を、気液混合器を経て管体を蛇行させて形成させたガスハイドレート生成器内に導入し、該ガスハイドレート生成器の管路内を通過する間に水と天然ガスとを反応させて水と天然ガスの水和物である天然ガスハイドレートを生成し、該天然ガスハイドレートを固液分離器を兼ねる貯槽内に貯蔵し、ガス需要増加時に、前記貯槽内に蓄えた天然ガスハイドレートを加熱器により加熱して再ガス化させることを特徴とするものである。
【００１１】
ここで、本発明の天然ガス需給調整方法は、ガス需要増加時に、貯槽内に蓄えた天然ガスハイドレートを、前記貯槽とポンプ及び加熱器を含んだ循環経路に沿って循環させることを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１３】
図１は本発明の天然ガス需給調整方法を実施する設備の概略構成図であり、図２は天然ガスハイドレート製造設備の概略構成図である。
【００１４】
図１に示すように、輸送容器又は圧力容器（図示せず）から導入された圧縮天然ガス（ＣＮＧ) ａは、主管１を経て市中（需要者）に供給されるようになっている。その際、圧縮天然ガス（ガス圧：２５０〜３００ｋｇ／ｃｍ²）ａは、減圧弁２により減圧（例えば、５０〜７０ｋｇ／ｃｍ²）された後、加臭及び脱湿装置３により加臭及び脱湿される。
【００１５】
他方、圧縮天然ガスａの一部は、ガスハイドレート製造設備４によって天然ガスハイドレート（ＮＧＨ）ｂに変換された後、一旦、貯槽５に貯蔵されるようになっている。ここで、天然ガスハイドレート生成の平衡条件は、例えば、温度（ｔ）が１０℃、圧力（ｐ）が３．１Ｍｐａに設定されている。
【００１６】
更に、具体的に説明すると、圧縮天然ガスａの一部は、減圧弁２０によって減圧された後、分岐管６を経てガスハイドレート製造設備４に導入される。このガスハイドレート製造設備４は、図２に示すように、生成槽７及び冷凍機８を主体としており、生成槽７の底部近傍に設けたガス噴射管９から生成槽７内に蓄えられた水ｃの中に天然ガスａ’を噴出させると、水ｃと天然ガスａ’とが反応して水と天然ガスの水和物であるガスハイドレートｂが生成される。ガスハイドレートの生成時に発生する反応熱は、例えば、圧縮式、吸収式、吸着式などの冷凍機８によって除熱される。
【００１７】
このガスハイドレート製造設備４について補足説明すると、生成槽７内の未反応ガスａ’は、戻し管１０を経て分岐管６に戻され、再度、ガス噴射管９から生成槽７の水ｃに中に噴出される。一方、生成槽７内の水ｃは、給水管１１から補給される。
【００１８】
生成槽７内に蓄積された天然ガスハイドレートｂは、スラリー又はシャーベット状を呈しているから、第１のスラリーポンプ１２によって貯槽５に向けて送出される。この貯槽５内に貯蔵された天然ガスハイドレートｂは、ガス需要増加時に、再ガス化されて主管１に戻される。
【００１９】
図１に示すように、貯槽５は、当該貯槽５と、第２のスラリーポンプ１３及び加熱器１４を含んだ循環回路１５を備えている。そして、ガス需要増加時に、第２のスラリーポンプ１３を運転すると、貯槽５内のスラリー状の天然ガスハイドレートｂは、上記循環回路１５にしたがって系内を循環する。その時、加熱器１４に熱媒ｄを導入すると、スラリー状の天然ガスハイドレートｂが加熱分解し、天然ガスａ’が再生される。この天然ガスａ’は、配管１６、貯槽５及び枝管１７を通って主管１に導入される。再ガス化時に生じた水ｃは、流量調整弁１８を経て貯水槽１９に戻される。
【００２０】
尚、減圧前の圧縮天然ガス（ＣＮＧ）ａで天然ガスハイドレート（ＮＧＨ）を生成する場合は、生成温度が２５℃程度となり、反応熱を除熱する冷凍機を不要にすることができる。
【００２１】
また、図１において、破線で示した経路は、貯槽５内に貯蔵したスラリー状の天然ガスハイドレート（ＮＧＨ）ｂを再ガス化（分解ガス化）して市中に天然ガスを供給する場合を示すものであるが、ＣＮＧ船（図示せず）が岸壁に着船した時に、より高いガスデマンド（ガス需要）がある場合には、貯蔵と同時に、分解ガス化が可能である。その際、送出圧が上記の生成条件下では、熱源として、海水で十分であるが、減圧前の圧力を条件にする場合には、廃熱などの常温よりやや高い熱源が必要となる。
【００２２】
次に、図３を用いて本発明の天然ガス需給調整方法の実施に適用する設備の他の実施形態について説明する。尚、第１の実施形態（図１参照）の機器と同じ機器には、同じ符号を付けて詳しい説明を省略することとする。
【００２３】
この実施の形態では、圧縮天然ガス（ＣＮＧ）ａを減圧弁２で減圧後、加臭及び脱湿装置３で加臭及び脱湿させて需要先に送給するようになっている。
【００２４】
一方、主管１から分岐した分岐管６に接続させた気液混合器２１には、圧縮天然ガスａの一部と水ｃとが導入される。これらの被処理物ａ及びｃは、減圧弁２２を経て管体２３をジグザクに蛇行させて形成させたガスハイドレート生成器２４内に導入されるが、減圧弁２２によって減圧（例えば、５０〜７０ｋｇ／ｃｍ²）される際に均一に混合される。均一に混合した天然ガスと水とは、管体２３を通過する間に天然ガスと水との水和物である天然ガスハイドレートｂとなる。この天然ガスハイドレートｂは、スラリー状となるが、その濃度は、３０％未満が望ましい。
【００２５】
ここで、天然ガスハイドレートの生成時に、例えば、２００ｋｇ／ｃｍ²の圧縮天然ガス（ＣＮＧ）ａを、そのまま、使用することも可能であるが、循環水ポンプ２５が著しく高圧となるため、ガス供給圧力程度が現実的である。
【００２６】
上記のガスハイドレート生成器２４で生成された天然ガスハイドレートｂは、固液分離器を兼ねる貯槽２６内に貯蔵される。この実施形態では、固液分離器を兼ねる貯槽２６と、第２のスラリーポンプ１３及び加熱器１４により循環回路１５’が形成され、ガス需要増加時に、貯槽２６内に蓄えた天然ガスハイドレートｂが循環加熱される。図中、２７は流量調整弁、２８は除熱器、２９は循環水ポンプを示している。
【００２７】
【発明の効果】
上記のように、本発明の一つは、圧縮天然ガスを減圧して需要先に送給する一方、その一部を減圧してガスハイドレート製造設備に導入し、該ガスハイドレート製造設備で水と反応させて水と天然ガスの水和物である天然ガスハイドレートを生成し、該天然ガスハイドレートを貯槽内に貯蔵し、ガス需要増加時に、前記貯槽内に蓄えた天然ガスハイドレートを加熱器により加熱して再ガス化させるようにしたので、ＣＮＧ船の稼働率や、安全性を高めることが可能になった。また、ガスの需要の変化、すなわち、昼夜の変化、或いは、季節間の変化に柔軟に対応することがことが可能になった。
【００２８】
他方、本発明の他の一つは、圧縮天然ガスを減圧して需要先に送給する一方、その一部及び水を、気液混合器を経て管体を蛇行させて形成させたガスハイドレート生成器内に導入し、該ガスハイドレート生成器の管路内を通過する間に水と天然ガスとを反応させて水と天然ガスの水和物である天然ガスハイドレートを生成し、該天然ガスハイドレートを固液分離器を兼ねる貯槽内に貯蔵し、ガス需要増加時に、前記貯槽内に蓄えた天然ガスハイドレートを加熱器により加熱して再ガス化させるようにしたので、ＣＮＧ船の稼働率や、安全性を高めることが可能になった。また、ガスの需要の変化、すなわち、昼夜の変化、或いは、季節間の変化に柔軟に対応することがことが可能になった。その上、通常のガス圧に比べて、より高圧のガスを取り扱うことが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の天然ガス需給調整方法を実施する設備の概略構成図である。
【図２】天然ガスハイドレート製造設備の概略構成図である。
【図３】本発明の天然ガス需給調整方法を実施する設備の他の概略構成図である。
【符号の説明】
ａ圧縮天然ガス
ｂ天然ガスハイドレート
ｃ水
４ガスハイドレート製造設備
５貯槽
１４加熱器

Claims

圧縮天然ガスを減圧して需要先に送給する一方、その一部を減圧してガスハイドレート製造設備に導入し、該ガスハイドレート製造設備で水と反応させて水と天然ガスの水和物である天然ガスハイドレートを生成し、該天然ガスハイドレートを貯槽内に貯蔵し、ガス需要増加時に、前記貯槽内に蓄えた天然ガスハイドレートを加熱器により加熱して再ガス化させることを特徴とする天然ガス需給調整方法。
ガス需要増加時に、貯槽内に蓄えた天然ガスハイドレートを、前記貯槽とポンプ及び加熱器を含んだ循環経路に沿って循環させることを特徴とする請求項１記載の天然ガス需給調整方法。
圧縮天然ガスを減圧して需要先に送給する一方、その一部及び水を、気液混合器を経て管体を蛇行させて形成させたガスハイドレート生成器内に導入し、該ガスハイドレート生成器の管路内を通過する間に水と天然ガスとを反応させて水と天然ガスの水和物である天然ガスハイドレートを生成し、該天然ガスハイドレートを固液分離器を兼ねる貯槽内に貯蔵し、ガス需要増加時に、前記貯槽内に蓄えた天然ガスハイドレートを加熱器により加熱して再ガス化させることを特徴とする天然ガス需給調整方法。
ガス需要増加時に、貯槽内に蓄えた天然ガスハイドレートを、前記貯槽とポンプ及び加熱器を含んだ循環経路に沿って循環させることを特徴とする請求項３記載の天然ガス需給調整方法。