JP2005082686A - Method for producing gas hydrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メタンを主成分とする天然ガスと水の水和物であるガスハイドレートを生成するガスハイドレートの製造方法、更に詳しくは、既存の高圧輸送ガスパイプラインから抽出した高圧天然ガスを原料として高効率で、かつ、安価にガスハイドレートを生成することができるガスハイドレートの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a gas hydrate that produces a gas hydrate that is a hydrate of natural gas and water mainly composed of methane, and more specifically, high-pressure natural gas extracted from an existing high-pressure transport gas pipeline. The present invention relates to a method for producing gas hydrate that can produce gas hydrate as a raw material with high efficiency and at low cost.
メタンを主成分とする天然ガスと水の水和物であるガスハイドレートは、単位体積当たり170倍のガス(メタンの場合)を包蔵する水和物であり、大気圧下では、マイナス20℃程度で自己保存効果により、その分解が抑制されることが知られており、この特性を利用してガス輸送手段としての活用が検討されている。 Gas hydrate, which is a hydrate of natural gas and water mainly composed of methane, is a hydrate containing 170 times the gas (in the case of methane) per unit volume, and minus 20 ° C under atmospheric pressure. It is known that the decomposition is suppressed by the self-preserving effect to some extent, and its use as a gas transport means is being studied using this characteristic.
即ち、I型の構造をとるメタンハイドレートの理論的組成は、単位格子に含まれる水分
子(46個)と、メタン分子(8個)の個数から、CH4 ・5.75H2 Oとなる。メタン分子と水分子の個数比5.75は、水和数と呼ばれ、計算上、水1グラムの中に、約220ミリリットル(標準状態換算)のメタンが包蔵されている。また、メタンハイドレートの比重は、0.92であるため、ハイドレートの単位体積当たり約170倍のメタンが閉じ込められている。
That is, the theoretical composition of methane hydrate having the I-type structure is CH 4 · 5.75H 2 O from the number of water molecules (46) and methane molecules (8) contained in the unit cell. . The number ratio of methane molecule to water molecule of 5.75 is called hydration number, and about 220 milliliters of methane (standard state conversion) is included in 1 gram of water for calculation. Further, since the specific gravity of methane hydrate is 0.92, about 170 times as much methane is confined per unit volume of hydrate.
メタンハイドレートを生成する方法としては、相平衡以上の圧力の天然ガスと水又は氷と接触させる方法が一般的である。例えば、実験室において、内容積が約200ミリリットルの電磁攪拌機付圧力容器に脱イオン水70ミリリットルを投入し、高純度メタン初圧50気圧、開始温度0.2度の条件で静置した後、毎分500回転の条件で攪拌した。攪拌開始後、しばらくは反応系に変化は認められないが、ある点から突然圧力の降下が始まる。これは、メタンと水がガスハイドレートになったことを示している。同時に、系の温度の上昇が認められる。これは、水分子が結晶化するため、氷の生成時に見られるのと同様な凝固潜熱と解釈できる。 As a method for producing methane hydrate, a method in which natural gas having a pressure equal to or higher than the phase equilibrium is brought into contact with water or ice is generally used. For example, in a laboratory, 70 ml of deionized water is put into a pressure vessel with an electromagnetic stirrer having an internal volume of about 200 ml, and left to stand at a high-purity methane initial pressure of 50 atm and a starting temperature of 0.2 degrees. Stirring was performed at 500 rpm. Although no change is observed in the reaction system for a while after the start of stirring, the pressure starts to drop suddenly at a certain point. This indicates that methane and water have become gas hydrates. At the same time, an increase in the temperature of the system is observed. This can be interpreted as a latent heat of solidification similar to that seen during ice formation because water molecules crystallize.
また、攪拌開始から反応開始までの見掛け上、変化のない期間は、誘導時間(Induction Time) と呼ばれており、メタンガスの水への物理的吸収を経て、ハイドレートの結晶化へと続く核の形成に必要な局所的過飽和状態を作り出しているものと思われる。この誘導時間は、一般的に、温度が高いほど、或いは、圧力が低いほど長く、例えば、圧力が50気圧の場合、摂氏0度では、1分以内であるのに対し、摂氏6度では、5時間以上を必要とする。 In addition, the apparent period from the start of stirring to the start of the reaction is called the induction time (Induction Time), which is the nucleus that continues to hydrate crystallization through physical absorption of methane gas into water. It seems to have created the local supersaturation necessary for the formation of. In general, the induction time is longer as the temperature is higher or the pressure is lower. For example, when the pressure is 50 atm, the induction time is within one minute at 0 degrees Celsius, whereas at 6 degrees Celsius, Requires more than 5 hours.
一方、生成したガスハイドレートを、一旦、分解させた後、再度、ガスハイドレートを生成させると、誘導時間が短縮される。これは、メモリー効果と呼ばれ、核の形成に適した構造を持つ水分子クラスターが残存しているためと考えられている。このように、ガスハイドレートの生成反応は、気体分子の水分子内への取り込みと、その後の過飽和環境を契機として発生する相転移であり、これは結晶化過程である。これらの誘導時間、核の生成、結晶成長を始めとするハイドレートの反応機構、動力学的解析について定説はなく、現在、世界の研究者が取り込んでいるホットな研究課題である。 On the other hand, if the generated gas hydrate is once decomposed and then gas hydrate is generated again, the induction time is shortened. This is called the memory effect and is thought to be due to the remaining water molecule clusters with a structure suitable for nucleus formation. As described above, the gas hydrate formation reaction is a phase transition that occurs in response to the incorporation of gas molecules into water molecules and the subsequent supersaturated environment, which is a crystallization process. These induction times, nucleation, crystallographic and other hydrate reaction mechanisms, and kinetic analysis have no established theory, and are hot research topics that are currently being adopted by researchers around the world.
ところで、メタンハイドレートを始めとするガスハイドレートの基礎物性に関するこれまでの研究から、ガスハイドレートは、以下のような工業技術への応用が可能と考えられる興味ある性質を有していることが明らかになってきた。 By the way, from the previous research on the basic physical properties of gas hydrate including methane hydrate, gas hydrate has the following interesting properties that can be applied to industrial technology. Has become clear.
即ち、
(a) 高いガス包蔵性
(b) 大きな生成・解離熱
(c) 温度変化に対する高い圧力応答性
(d) 高い反応選択性
である。
That is,
(A) High gas occlusion (b) Large heat of formation / dissociation (c) High pressure responsiveness to temperature change (d) High reaction selectivity.
これらの諸特性は、高密度ガス貯槽媒体、氷点下で機能する潜熱蓄冷熱媒体、高感度動力作動媒体、分離媒体などとしての応用が考えられ、資源とは別の観点からメタンハイドレートを用いた工業技術への利用が期待できる。 These characteristics can be applied as a high-density gas storage medium, a latent heat storage medium that functions below freezing point, a high-sensitivity power operating medium, a separation medium, etc., and methane hydrate was used from a viewpoint different from resources. Expected to be used for industrial technology.
メタンハイドレートの高いガス包蔵性を応用する例としては、従来の液化天然ガスに代わる天然ガスの輸送及び貯蔵システムが考えられている。メタンハイドレート中のメタンガス密度は、液化天然ガスの約3分の1であるが、製造に当たっては、冷凍効果の低い液化温度(マイナス160度以下)まで冷却する必要がないため、エネルギー効率が改善される。 As an example of applying the high gas storability of methane hydrate, a natural gas transport and storage system is considered to replace conventional liquefied natural gas. The density of methane gas in methane hydrate is about one-third that of liquefied natural gas, but it is not necessary to cool to the liquefaction temperature (below minus 160 degrees) where the refrigeration effect is low in production, improving energy efficiency. Is done.
メタンハイドレートが安定化するには、圧力が必要であるが、輸送及び貯蔵にとって自己保存効果と呼ばれる都合の良い現象が観測されている。氷の中に分散した状態では、氷が圧力容器の働きをして、大気圧においてもメタンハイドレートの分解が抑制される(例えば、非特許文献1参照。)。
上記のように、メタンハイドレートを生成する方法としては、相平衡以上の圧力の天然ガスと水又は氷と接触させる方法が一般的である。 As described above, as a method for producing methane hydrate, a method in which natural gas having a pressure equal to or higher than the phase equilibrium is brought into contact with water or ice is generally used.
しかし、メタンを主成分とする天然ガスを相平衡以上の圧力に昇圧させるには、例えば、モーター駆動の圧縮タービンなどのガス圧縮機が必要であるのみならず、天然ガスと水又は氷と接触させてガスハイドレートを生成させたときに発生する生成熱を除去する冷凍機が必要であることから、これらを稼働させるための消費電力が膨大なものとなる。 However, in order to increase the pressure of natural gas mainly composed of methane to a pressure higher than the phase equilibrium, for example, not only a gas compressor such as a motor-driven compression turbine is required, but also contact with natural gas and water or ice. Thus, since a refrigerator that removes the heat generated when gas hydrate is generated is necessary, the power consumption for operating these becomes enormous.
例えば、70t/hのガスハイドレートを製造する場合、2.5MWのタービン式ガス圧縮機を用いて供給量10,000Nm3 /hの原料ガス(天然ガス)を、0.1MPaより5MPaに昇圧する一方、3MWの冷凍機(2500USRT、COP=3)により0℃の冷水を製造すると仮定すると、年間ほぼ連続してガス圧縮機及び冷凍機を運転したとき、年間の電力消費量が44,000MWhとなり、電気代が年間5〜6億円となる。また、石油焚き火力発電所のCO2 発生量を0.7kgCO2 /kWとすると、この場合には、年間のCO2 発生量が約3万トンになる。 For example, when producing a gas hydrate of 70 t / h, a feed gas (natural gas) with a supply amount of 10,000 Nm 3 / h is increased from 0.1 MPa to 5 MPa using a 2.5 MW turbine-type gas compressor. On the other hand, assuming that 0 ° C. cold water is produced by a 3 MW refrigerator (2500 USRT, COP = 3), when the gas compressor and the refrigerator are operated almost continuously yearly, the annual power consumption is 44,000 MWh. The electricity bill will be 500-600 million yen per year. Further, when the amount of CO 2 produced oil-fired thermal power plant and 0.7kgCO 2 / kW, in this case, the amount of CO 2 produced per year is approximately 30,000 tons.
また、70t/hのガスハイドレートを製造する場合、既設の高圧ガスラインから5MPaの原料ガス(天然ガス)を供給量10,000Nm3 /hで導入する一方、3MWの冷凍機(2500USRT、COP=3)により0℃の冷水を製造すると仮定すると、年間ほぼ連続してガス圧縮機及び冷凍機を運転したとき、年間の電力消費量が24,000MWhとなり、電気代が年間3〜4億円となる。また、石油焚き火力発電所のCO2 発生量を0.7kgCO2 /kWとすると、従来例1では、年間のCO2 発生量が約2万トンになる。 When producing a gas hydrate of 70 t / h, a 5 MW raw material gas (natural gas) is introduced from an existing high-pressure gas line at a supply rate of 10,000 Nm 3 / h, while a 3 MW refrigerator (2500 USRT, COP = 3) Assuming that 0 ° C. cold water is produced when operating gas compressors and refrigerators almost continuously in a year, the annual power consumption is 24,000 MWh, and the electricity bill is 300 to 400 million yen per year. It becomes. Further, when the amount of CO 2 produced oil-fired thermal power plant and 0.7kgCO 2 / kW, in the conventional example 1, the amount of CO 2 produced per year is 20,000 tons.
しかし、既設のガス輸送用高圧パイプラインは、常時、7MPa程度に昇圧されており、この高圧のガス圧力を利用してガスハイドレートを製造することにより、ガス昇圧に要するエネルギーの大幅制限が可能となる。その結果、地球温暖化防止に寄与することが期待できる。 However, the existing high-pressure pipeline for gas transportation is constantly pressurized to about 7 MPa, and by using this high-pressure gas pressure to produce gas hydrate, the energy required for gas pressure can be greatly limited. It becomes. As a result, it can be expected to contribute to the prevention of global warming.
また、高圧天然ガスを供給するガス輸送用高圧パイプライン周辺の中小規模ガス需要家、即ち、小規模都市ガス事業者や分散電源需要家などへは、既存の高圧ガスラインから新たに中及び高圧ガスパイプラインを敷設する場合、地理的及び経済的な障害が多く、一般に普及が遅れている。 In addition, medium- and high-pressure gas pipelines that supply high-pressure natural gas to medium- and small-scale gas customers around the high-pressure pipeline, that is, small-scale city gas operators and distributed power supply customers, are newly introduced from the existing high-pressure gas line. When laying a gas pipeline, there are many geographical and economic obstacles, and the spread is generally delayed.
従って、既設のガス輸送用高圧パイプライン周辺でガスハイドレートを製造することができれば、ガスハイドレートのガス包蔵性を利用して小規模都市ガス事業者や分散電源需要家などへ小口ガス輸送することができる。 Therefore, if gas hydrate can be manufactured around the existing high-pressure pipeline for gas transportation, small gas transportation to small city gas utilities and distributed power supply customers using the gas storability of gas hydrate is possible. be able to.
また、長距離のガス輸送用高圧パイプラインの周辺が高地や寒冷地である場合には、ガスハイドレートの反応温度を保持しながら生成熱を除去するのに極めて都合が良い。つまり、高地や寒冷地の場合には、摂氏0℃程度の冷水が天然の氷雪から比較的容易に得られる。 Further, when the periphery of the long-distance high-pressure pipeline for gas transportation is a highland or a cold region, it is extremely convenient to remove the generated heat while maintaining the reaction temperature of the gas hydrate. In other words, in highlands and cold regions, cold water of about 0 ° C. can be obtained relatively easily from natural ice and snow.
従って、ガスハイドレート生成熱の除去エネルギーとして、天然の冷水を、そのまま利用することができることから、一層の省エネルギーを計ることが可能となる。 Therefore, natural cold water can be used as it is as the energy for removing the heat generated by the gas hydrate, so that further energy saving can be achieved.
本発明は、このような知見に基づいて発明したものであり、その目的とするところは、既設の高圧輸送パイプラインから抽出した高圧天然ガスを原料ガスとする一方、天然の氷雪などが保有している冷熱を有効に利用することにより、従来より安価に、かつ、高効率でガスハイドレートを生成することができるガスハイドレートの製造方法を提供することにある。 The present invention has been invented based on such knowledge, and its object is to use high-pressure natural gas extracted from an existing high-pressure transportation pipeline as a raw material gas, while natural ice and snow are possessed. An object of the present invention is to provide a method for producing a gas hydrate capable of producing a gas hydrate at a lower cost and with a higher efficiency by effectively utilizing the cold heat.
上記の課題を解決するため、本発明のガスハイドレート製造方法は、耐圧容器内に導入したメタンを主成分とする天然ガスと生成水とを、所定の圧力及び温度にて反応させて、それらの水和物であるガスハイドレートを生成させるガスハイドレートの製造方法において、既設の高圧輸送パイプラインから抽出した高圧天然ガスと、生成水供給ラインから抽出した生成水とを前記耐圧容器内に導入して両者の水和物であるガスハイドレートを生成する一方、天然の氷雪、渓流や谷川の流水、山岳トンネルの湧き水などを山中に建設した貯水槽に貯蔵し、この貯水槽に貯蔵した天然の冷水が保有している冷熱を利用してガスハイドレート生成時に生ずる生成熱を除去するようにしたことを特徴とするものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the gas hydrate production method of the present invention comprises reacting natural gas mainly composed of methane introduced into a pressure vessel and generated water at a predetermined pressure and temperature, In the gas hydrate manufacturing method for generating gas hydrate which is a hydrate of the above, high-pressure natural gas extracted from an existing high-pressure transport pipeline and generated water extracted from a generated water supply line are placed in the pressure vessel. Introducing gas hydrate, which is a hydrate of both, natural ice and snow, mountain stream and Tanigawa stream, mountain tunnel spring water, etc. are stored in a reservoir constructed in the mountains and stored in this reservoir The heat generated when the gas hydrate is generated is removed by using the cold heat possessed by natural cold water.
ここで、既設の高圧輸送パイプラインから抽出した高圧天然ガスのガス圧が5〜7MPaである。また、山中に建設した貯水槽に貯蔵した天然の冷水の水温が0℃〜5℃である。 Here, the gas pressure of the high-pressure natural gas extracted from the existing high-pressure transport pipeline is 5 to 7 MPa. Moreover, the water temperature of the natural cold water stored in the water tank constructed in the mountains is 0 degreeC-5 degreeC.
上記のように、本発明は、耐圧容器内に導入したメタンを主成分とする天然ガスと生成水とを、所定の圧力及び温度にて反応させて、それらの水和物であるガスハイドレートを生成させるガスハイドレートの製造方法において、既設の高圧輸送パイプラインから抽出した高圧天然ガスと、生成水供給ラインから抽出した生成水とを前記耐圧容器内に導入して両者の水和物であるガスハイドレートを生成する一方、天然の氷雪、渓流や谷川の流水、山岳トンネルの湧き水などを山中に建設した貯水槽に貯蔵し、この貯水槽に貯蔵した天然の冷水が保有している冷熱を利用してガスハイドレート生成時に生ずる生成熱を除去するため、メタンを主成分とする天然ガスを所定の圧力まで昇圧するガス圧縮機が不要になるのみならず、ガス圧縮機を駆動させる電力消費量も不要になる。 As described above, the present invention reacts natural gas mainly composed of methane introduced into a pressure-resistant vessel with produced water at a predetermined pressure and temperature, and gas hydrates thereof are hydrates. In the gas hydrate manufacturing method for generating gas, the high-pressure natural gas extracted from the existing high-pressure transport pipeline and the generated water extracted from the generated water supply line are introduced into the pressure vessel, and both hydrates are introduced. While generating a certain gas hydrate, natural ice and snow, stream water of mountain stream and valley river, spring water of mountain tunnel, etc. are stored in a reservoir constructed in the mountains, and the cold heat stored in the natural cold water stored in this reservoir In order to remove the heat generated during the gas hydrate generation using gas, a gas compressor that boosts natural gas mainly composed of methane to a predetermined pressure is not necessary, and the gas compressor is driven. Power consumption is also unnecessary.
また、ガスハイドレートが生成する時に発生する生成熱を除去するかめの冷凍機が不要になるばかりでなく、ガス圧縮機を駆動させる電力消費量も不要になる。その結果、ガスハイドレートを、従来に比べて安価に、かつ、効率的に製造することができる。 Further, not only a refrigeration machine that removes generated heat generated when gas hydrate is generated, but also the power consumption for driving the gas compressor is unnecessary. As a result, the gas hydrate can be manufactured inexpensively and efficiently compared to the conventional case.
また、本発明は、上記のように、ガス圧縮機や冷凍機を稼働させる電力が不要になるため、発電の際に発生するCO2 を抑制することができ、以て、地球温暖化防止に寄与することができる。 In addition, as described above, the present invention eliminates the need for power to operate the gas compressor and the refrigerator, and thus can suppress CO 2 generated during power generation, thereby preventing global warming. Can contribute.
また、本発明は、既設のガス輸送用高圧パイプライン周辺でガスハイドレートを製造することができるため、ガスハイドレートのガス包蔵性を利用して小規模都市ガス事業者や分散電源需要家などへ小口ガス輸送することができる。 In addition, since the present invention can manufacture gas hydrate around the existing high-pressure pipeline for gas transportation, the gas hydration property of the gas hydrate can be used to make small city gas operators, distributed power supply customers, etc. Small gas can be transported.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係るガスハイドレートの製造装置の概略構成図である。図1において、1は、既設の高圧輸送パイプラインであり、ガス田やLNG基地2から大都市3に向けて高圧(例えば、5〜7MPa)の天然ガスaを供給するようにしている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas hydrate manufacturing apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an existing high-pressure transportation pipeline that supplies high-pressure (for example, 5 to 7 MPa) natural gas a from a gas field or LNG base 2 to a
4は、ガスハイドレート生成プラントであり、既設の高圧輸送パイプライン1から分岐したガス導管5を通って供給される高圧天然ガス(例えば、5〜7MPa)aと、生成水供給ライン6から供給される生成水bを反応させて天然ガスハイドレートcを生成するようにしている。
Reference numeral 4 denotes a gas hydrate generation plant, which is supplied from a high-pressure natural gas (for example, 5 to 7 MPa) a supplied through a gas conduit 5 branched from an existing high-pressure transport pipeline 1 and a generated
図2に示すように、上記ガスハイドレート生成プラント4は、耐圧容器である生成槽8に、既設の高圧輸送パイプライン1から抽出した高圧天然ガス(例えば、5〜7MPa)aを導入する一方、生成水供給ライン6を経由して噴霧ノズル7に導入された生成水bを噴霧ノズル7から噴霧させ、そのときの接触応により、天然ガスハイドレートcを生成するようにしている。
As shown in FIG. 2, the gas hydrate production plant 4 introduces high-pressure natural gas (for example, 5 to 7 MPa) a extracted from an existing high-pressure transport pipeline 1 into a
上記のようにして生成された天然ガスハイドレートcは、送出管9から系外に取り出すようにしている。また、生成槽8内の生成水bは、生成槽8に設けた循環ライン10中を絶えず循環し、その間に熱交換器11によってガスハイドレート生成時の生成熱が除去される。
The natural gas hydrate c generated as described above is taken out of the system from the
また、図1に戻って説明すると、12は、貯水槽であり、比較的標高の高い山の斜面18に設けた洞窟(空洞)19内に設置されている。この貯水槽12には、例えば、天然の氷雪f、渓流や谷川の流水、或いは、山岳トンネルの湧き水gなどを貯蔵している。
Returning to FIG. 1,
この貯水槽12に貯蔵されている冷水dは、0℃〜5℃となることから、パイプライン20を通ってガスハイドレート生成プラント4の熱交換器11に供給される。
Since the cold water d stored in the
上記ガスハイドレート生成プラント4は、既設の高圧輸送パイプライン1の近傍であれば、何処に建設しても差し支えがないが、天然の冷水dが入手し易い上、生成された天然ガスハイドレートcを、例えば、タンクローリーなどの車両13で輸送する都合上、中小規模のガス需要家、即ち、小規模都市ガス事業者や分散電源需要家などが地域の周辺が望ましい。
The gas hydrate production plant 4 can be constructed anywhere as long as it is in the vicinity of the existing high-pressure transport pipeline 1, but natural cold water d is easily available and the produced natural gas hydrate is produced. For the convenience of transporting c with a
上記ガスハイドレート生成プラント4で生成された天然ガスハイドレートcは、タンクローリーなどの車両13によって小規模都市ガス事業者や分散電源需要家などが居る地域の近傍に建設されている天然ガスハイドレートガス化プラント14に輸送された上、図3に示すように、自己保存効果を利用して貯蔵タンク15に貯蔵される。
The natural gas hydrate c generated in the gas hydrate generation plant 4 is constructed by a
そして、貯蔵タンク15に自己保存効果を利用して貯蔵されている天然ガスハイドレートcを、再ガス化する時は、貯蔵タンク15内を減圧するか、或いは、貯蔵タンク15に設けた熱交換器16に温水eを供給することによって再ガス化する。再ガス化によって製造された天然ガスaは、ガス管17を通って上記の小規模都市ガス事業者、分散電源需要家、中小都市、エコステーションなどに供給される。
When the natural gas hydrate c stored in the
次に、本発明を実施例により更に詳しく説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(実施例)
図4は、本発明に係るガスハイドレート製造装置の概略構成図であり、70t/hの天然ガスハイドレートcを製造する場合、生成器8に、図示しない既設の高圧ガスラインから高圧(5MPa)の原料ガス(天然ガス)aを導入(10,000Nm3 /h)する一方、生成水供給ライン6から生成水bを導入する。
(Example)
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a gas hydrate production apparatus according to the present invention. When producing a natural gas hydrate c of 70 t / h, a high pressure (5 MPa) is supplied to the
天然ガスaと生成水bが反応して生じた生成熱は、熱交換器11に生成水の一部(循環水)bを導いて除去する。その際、循環水bは、熱交換器11により5℃に冷却される。
The heat generated by the reaction between the natural gas a and the produced water b is removed by introducing a part (circulated water) b of the produced water to the
一方、山中の洞窟内に設けた貯水槽12には、山岳トンネルからの冷たい湧き水が貯蔵されており、この貯水槽12から上記熱交換器11に向けて0℃の冷水dが100t/hの割合で供給する。
On the other hand, in a
従って、本発明によれば、主な電力消費量は、次のようになる。
・ガス圧縮機:0MW
・冷 凍 機:0MW
・合 計:0MW
即ち、本発明では、ガス圧縮機及び冷凍機の年間の電力消費量が0MWhとなり、ガス圧縮に係わる電気代は、年間0円となる。
Therefore, according to the present invention, the main power consumption is as follows.
・ Gas compressor: 0MW
・ Cold freezer: 0MW
・ Total: 0MW
That is, according to the present invention, the annual power consumption of the gas compressor and the refrigerator is 0 MWh, and the electricity cost related to the gas compression is 0 yen per year.
また、石油焚き火力発電所のCO2 発生量を0.7kgCO2 /kWとすると、本発明では、年間のCO2 発生量が0トンになり、地球温暖化防止に寄与することになる。 Also, if 0.7kgCO 2 / kW amount of CO 2 produced oil-fired thermal power plant, in the present invention, the amount of CO 2 produced per year becomes zero tons will contribute to the prevention of global warming.
(比較例1)
図5は、従来のガスハイドレート製造装置の概略構成図であり、本発明と同条件で天然ガスハイドレートcを生成する場合、ガス圧縮機21により供給量10,000Nm3 /hの原料ガス(天然ガス)aを、0.1MPaから5MPaに昇圧する一方、3MWの冷凍機(2500USRT、COP=3)22により0℃の冷水dを人工的に生成する。
(Comparative Example 1)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional gas hydrate production apparatus. When a natural gas hydrate c is generated under the same conditions as in the present invention, a raw material gas having a supply amount of 10,000 Nm 3 / h by a gas compressor 21 is shown. (Natural gas) a is pressurized from 0.1 MPa to 5 MPa, while cold water d at 0 ° C. is artificially generated by a 3 MW refrigerator (2500 USRT, COP = 3) 22.
従って、従来例1の主な電力消費量は、次のようになる。
・ガス圧縮機:2.5MW
・冷 凍 機:3MW
・合 計:5.5MW
即ち、従来例1では、ガス圧縮機及び冷凍機の年間の電力消費量が44,000MWhとなり、電気代は、年間5〜6億円となる。
Therefore, the main power consumption of Conventional Example 1 is as follows.
・ Gas compressor: 2.5MW
・ Cooling machine: 3MW
・ Total: 5.5MW
That is, in Conventional Example 1, the annual power consumption of the gas compressor and the refrigerator is 44,000 MWh, and the electricity bill is 500 to 600 million yen per year.
また、石油焚き火力発電所のCO2 発生量を0.7kgCO2 /kWとすると、従来例1では、年間のCO2 発生量が約3万トンになる。 Further, when the amount of CO 2 produced oil-fired thermal power plant and 0.7kgCO 2 / kW, in the conventional example 1, the amount of CO 2 produced per year is approximately 30,000 tons.
(比較例2)
図6は、従来のガスハイドレート製造装置の概略構成図であり、本発明と同条件で天然ガスハイドレートcを生成する場合、高圧ガスライン1から5MPaの原料ガス(天然ガス)aを供給量10,000Nm3 /hで導入する一方、3MWの冷凍機(2500USRT、COP=3)22により0℃の冷水dを人工的に生成する。
(Comparative Example 2)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a conventional gas hydrate production apparatus. When generating natural gas hydrate c under the same conditions as in the present invention, a raw material gas (natural gas) a of 5 MPa is supplied from the high-pressure gas line 1. While introducing at an amount of 10,000 Nm 3 / h, cold water d at 0 ° C. is artificially generated by a 3 MW refrigerator (2500 USRT, COP = 3) 22.
従って、従来例2の主な電力消費量は、次のようになる。
・ガス圧縮機:0MW
・冷 凍 機:3MW
・合 計:3MW
即ち、従来例2では、ガス圧縮機及び冷凍機の年間の電力消費量が24,000MWhとなり、電気代は、年間3〜4億円となる。
Therefore, the main power consumption of Conventional Example 2 is as follows.
・ Gas compressor: 0MW
・ Cooling machine: 3MW
・ Total: 3MW
That is, in Conventional Example 2, the annual power consumption of the gas compressor and the refrigerator is 24,000 MWh, and the electricity bill is 300 to 400 million yen per year.
また、石油焚き火力発電所のCO2 発生量を0.7kgCO2 /kWとすると、従来例1では、年間のCO2 発生量が約2万トンになる。 Further, when the amount of CO 2 produced oil-fired thermal power plant and 0.7kgCO 2 / kW, in the conventional example 1, the amount of CO 2 produced per year is 20,000 tons.
a メタンを主成分とする天然ガス b 水
c ガスハイドレート d 天然産の冷水
e 温水 f 氷雪
g 湧き水
1 高圧ガス供給ライン 2 LNG基地
3 都市 4 ガスハイドレート生成プラント
5 ガス導管 6 生成水供給ライン
7 噴霧ノズル 8 ガスハイドレート生成器
9 送水管 10 循環ライン
11,16 熱交換器 12 貯水槽
13 車両 14 ガス化プラント
15 貯蔵タンク 17 ガス管
18 山の斜面 19 洞窟
20 パイプライン 21 ガス圧縮機
22 冷凍機
a Natural gas mainly composed of methane b Water c Gas hydrate d Natural cold water e Hot water f Ice and snow g Spring water 1 High pressure gas supply line 2
Claims (3)
The method for producing a gas hydrate according to claim 1, wherein the temperature of natural cold water stored in a water tank constructed in the mountains is 0 ° C to 5 ° C.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003315463A JP2005082686A (en) | 2003-09-08 | 2003-09-08 | Method for producing gas hydrate |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2505740C2 (en) * | 2012-03-15 | 2014-01-27 | Алексей Львович Сильвестров | Method for production, storage and decomposition of natural gas hydrates |
-
2003
- 2003-09-08 JP JP2003315463A patent/JP2005082686A/en active Pending
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