JP2005195083A

JP2005195083A - ガスハイドレート輸送システム及び輸送袋

Info

Publication number: JP2005195083A
Application number: JP2004001332A
Authority: JP
Inventors: Hajime Kanda; 神田　　肇
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2004-01-06
Filing date: 2004-01-06
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2024-01-06
Also published as: JP4414770B2

Abstract

【課題】ガスハイドレートの荷役や輸送を容易に行えるようにする。
【解決手段】ガスハイドレート生成プラントＡにおいて、天然ガスｇと水ｗとを反応させて天然ガスと水の水和物であるガスハイドレートＧを生成し、軽くて丈夫な気密性の袋３０に詰める。ガスハイドレート充填後の袋３０を輸送手段に搭載して消費地に隣接した再ガス化プラントＢに向けて輸送する。この再ガス化プラントＢにおいて、ガスハイドレートＧが詰まった袋３０をそのまま再ガス化容器として使用し、ガスハイドレートを再ガス化させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、メタンなどの炭化水素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軽くて丈夫な気密性の袋に詰めて消費地に輸送するガスハイドレート輸送システム及び輸送袋に関するものである。

従来、天然ガスと生成水とをガスハイドレート生成装置に導入し、該ガスハイドレート生成装置において生成されたスラリー状のガスハイドレートを脱水、冷却、減圧の工程を経た後、成形固化装置において輸送に適した形状に成形固化し、成形固化されたガスハイドレートを貯蔵容器（製品用貯蔵容器）に収容した後、積荷施設によって貯蔵容器ごと輸送船に積んで受入基地に向けて輸送し、当該受入基地においては、ガスハイドレートを貯蔵容器ごと陸揚げして冷凍貯蔵施設に一時的に貯蔵し、しかる後に、冷凍貯蔵施設に貯蔵されたガスハイドレートを貯蔵容器から分解装置に払い出してガス化し、これをライフラインを通じて消費者の元に供給する天然ガスの輸送方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−２８０５９２号公報（第３頁、図１）

しかしながら、従来の天然ガスの輸送方法は、ガスハイドレートを貯蔵する貯蔵容器の形状や構造について開示していないが、若し、この貯蔵容器が鋼板製の場合には、貯蔵容器の自重が可なりの割合を占めるため、荷役や輸送に支障が生ずるという問題がある。

また、ガスハイドレートを貯蔵容器内に充満させた場合には、貯蔵容器を多段に積み重ねてもガスハイドレートの重量によって貯蔵容器が押しつぶされることが少ないかもしれないが、ガスハイドレートを貯蔵容器内に少ししか充填しない場合には、貯蔵容器を多段に積み重ねると、ガスハイドレートの重量によって貯蔵容器が押しつぶされる恐れがある。

また、鋼板製の貯蔵容器の場合は、空になった貯蔵容器を回収する場合も貯蔵容器をコンパクトに折り畳めないため、貯蔵容器を回収効率が良くない。

また、貯蔵容器が鋼板製の場合には、ガスハイドレートの一部が分解して天然ガスが発生することを想定し、例えば、１ＭＰａ程度の耐圧容器として設計する必要があるため、貯蔵容器をタンク状にするなど、容器の形状などに制約が生ずる。

また、貯蔵容器が鋼板製の場合には、ガスハイドレートの付着やブリッジ現象を回避する対策が必要となる。

本発明は、上記のような諸問題を解消するためになされたものであり、その目的の一つは、ガスハイドレートの荷役や輸送を容易に行えるようにすることにある。

また、本発明の他の目的は、ガスハイドレートの充填量の如何に係わらず輸送袋を多段に積み重ねても輸送袋が押しつぶされないようにすることにある。

また、本発明の他の目的は、ガスハイドレートの輸送袋を小さく折り畳んで回収できるようにすることにある。

また、本発明の他の目的は、鋼製の容器に比べて容器の形状に制約を受け難いようにすることにある。

また、本発明の他の目的は、鋼板製の容器に比べてガスハイドレートの付着やブリッジ現象を回避し易いようにすることにある。

上記の課題を解決するため、本発明は、次のように形成されている。

すなわち、
本願の請求項１に係るガスハイドレート輸送システムは、ガスハイドレート生成プラントにて天然ガスと水とを反応させて天然ガスと水の水和物であるガスハイドレートを生成し、このガスハイドレートを軽くて丈夫な気密性の袋に詰め、ガスハイドレート充填後の袋を輸送手段に搭載して消費地に隣接した再ガス化プラントに向けて輸送し、この再ガス化プラントにおいてはガスハイドレートが詰まった袋をそのまま再ガス化容器としてガスハイドレートの分解を行うことを特徴としている。

本願の請求項２に係るガスハイドレート輸送システムは、再ガス化プラントにおいて、ガスハイドレートが詰まった袋をそのまま温水槽に浸して袋内のガスハイドレートを再ガス化することを特徴としている。

本願の請求項３に係るガスハイドレート輸送システムは、再ガス化プラントにおいて、ガスハイドレートが詰まった袋に水又は温水シャワーを浴びせ、袋内のガスハイドレートを再ガス化することを特徴としている。

本願の請求項４に係るガスハイドレート輸送システムは、再ガス化プラントにおいて、ガスハイドレートが詰まった袋をそのまま常温又は昇温された部屋に搬入して袋内のガスハイドレートを再ガス化することを特徴としている。

一方、本願の請求項１に係るガスハイドレート輸送袋は、軽くて丈夫な気密性のある袋本体を具備し、かつ、前記袋本体に、密閉可能なガスハイドレート導入口と、ガスハイドレートの分解時に生じた天然ガスを排出するためのバルブ付きガスコネクタと、ガスハイドレートの分解時に生じた水を排水するためのバルブ付き排水コネクタとを設けたことを特徴としている。

本願の請求項６に係るガスハイドレート輸送袋は、袋本体を、ゴム又は合成樹脂等の軽くて丈夫な気密性のある素材によって形成してなるものである。

本願の請求項７に係るガスハイドレート輸送袋は、袋本体を、補強材によって補強されたゴム又は合成樹脂により形成してなるものである。

本願の請求項８に係るガスハイドレート輸送袋は、袋本体の両面を複数の連結材によって互いに連結し、袋内に所定量のガスハイドレートを充填しても偏平な形状を保持するようにしたものである。

本願の請求項９に係るガスハイドレート輸送袋は、補強材として、布帛や網などを用いてなるものである。

上記のように、本願の請求項１に係るガスハイドレート輸送システムは、ガスハイドレート生成プラントにて天然ガスと水とを反応させて天然ガスと水の水和物であるガスハイドレートを生成し、このガスハイドレートを軽くて丈夫な気密性の袋に詰め、ガスハイドレート充填後の袋を輸送手段に搭載して消費地に隣接した再ガス化プラントに向けて輸送し、この再ガス化プラントにおいてはガスハイドレートが詰まった袋をそのまま再ガス化容器としてガスハイドレートの分解を行うため、従来に比べて軽量化し、荷役や輸送が容易となる。

また、ガスハイドレートを詰める袋が柔軟性を有しているため、袋を多段に積み重ねてもガスハイドレートの充填量の如何に係わらず袋が押しつぶされるようなことがない。また、この袋は小さく折り畳んで回収できるため、効率良く回収することができる。

また、上記の袋は、鋼板製でないため、容器の形状などに制約を受け難く、任意の形状に形成することが可能となる。また、同様の理由によってガスハイドレートの付着やブリッジ現象を回避し易くなる。

本願の請求項２に係るガスハイドレート輸送システムは、再ガス化プラントにおいて、ガスハイドレートが詰まった袋をそのまま温水槽に浸して袋内のガスハイドレートを再ガス化するため、従来のように貯蔵容器からガスハイドレートを取り出す必要がなく、省力化を計ることができる。

本願の請求項３に係るガスハイドレート輸送システムは、再ガス化プラントにおいて、ガスハイドレートが詰まった袋に水又は温水シャワーを浴びせ、袋内のガスハイドレートを再ガス化するため、従来のように貯蔵容器からガスハイドレートを取り出す必要がなく、省力化を計ることができる。

本願の請求項４に係るガスハイドレート輸送システムは、再ガス化プラントにおいて、ガスハイドレートが詰まった袋をそのまま常温又は昇温された部屋に搬入して袋内のガスハイドレートを再ガス化するため、従来のように貯蔵容器からガスハイドレートを取り出す必要がなく、省力化を計ることができる。

一方、本願の請求項５に係るガスハイドレート輸送袋は、軽くて丈夫な気密性のある袋本体を具備し、かつ、前記袋本体に、密閉可能なガスハイドレート導入口と、ガスハイドレートの分解時に生じた天然ガスを排出するためのバルブ付きガスコネクタと、ガスハイドレートの分解時に生じた水を排水するためのバルブ付き排水コネクタとを設けたため、従来に比べて軽量化し、荷役や輸送が容易となる。

また、ガスハイドレートを詰める袋が柔軟性を有しているため、袋を多段に積み重ねてもガスハイドレートの充填量の如何に係わらず袋が押しつぶされるようなことがない。また、この袋は、小さく折り畳んで回収できるため、効率良く回収することができる。

また、上記袋は、鋼板製でないため、容器の形状などに制約を受け難く、任意の形状に形成することが可能となる。また、同様の理由によってガスハイドレートの付着やブリッジ現象を回避し易くなる。

本願の請求項６に係るガスハイドレート輸送袋は、袋本体を、ゴム又は合成樹脂等の軽くて丈夫な気密性のある素材によって形成したため、従来に比べて軽量化し、荷役や輸送が容易となる。また、ガスハイドレートを詰める袋が柔軟性を有しているため、袋を多段に積み重ねてもガスハイドレートの充填量の如何に係わらず袋が押しつぶされるようなことがない。また、この袋は、小さく折り畳んで回収できるため、効率良く回収することができる。

本願の請求項７に係るガスハイドレート輸送袋は、袋本体を、補強材によって補強されたゴム又は合成樹脂により形成したため、袋本体の変形を防止することができる。

本願の請求項８に係るガスハイドレート輸送袋は、袋本体の両面を複数の連結材によって互いに連結し、袋内に所定量のガスハイドレートを充填しても偏平な形状を保持するようにしたため、袋本体の変形を防止することができる一方、袋内に所定量のガスハイドレートを充填しても偏平な形状を保持することができる。

ここで、補強材としては、布帛や網などが好ましく使用される。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明に係るガスハイドレート輸送システムの概略構成図である。

図１において、Ａは、ガスハイドレート生成プラントを示しており、高圧ガス管２１より供給される高圧（例えば、５ＭＰａ）の天然ガスｇと、生成水供給管２２より供給される所定温度（例えば、５℃）の生成水ｗとを耐圧製のガスハイドレート生成槽２３に導入して天然ガスｇと生成水ｗとの水和物である天然ガスハイドレートを生成するようになっている。

ここで、天然ガスのガス圧としては、５ＭＰａ〜６ＭＰａの範囲が好ましい。また、生成水の水温としては、０℃〜＋５℃の範囲が好ましい。

その際、生成水ｗは、図示しない散布装置（ノズル）によってガスハイドレート生成槽２３内に散布される。そして、ガスハイドレート生成槽２３の底部に溜まった生成水ｗは、ガスハイドレート生成槽２３に設けた循環ライン２４に沿って常に循環し、その間に冷凍機２５によってガスハイドレート生成時に発生した反応熱を除去するようになっている。

ガスハイドレート生成槽２３内で生成されたスラリー状のガスハイドレートＧは、前処理設備２６によって脱水、冷却、減圧され、粉末状のパウダーとなる。このガスハイドレートパウダーＧ’は、生成工程に後続しているパッキング工程２７において後述する輸送袋３０に１ｋｇ〜１０００ｋｇ、好ましくは５ｋｇ〜１００ｋｇ収納される。

また、ガスハイドレートは、上記のように、パウダーのまま輸送してもよいが、例えば、ペレタイザなどの造粒装置によって輸送や貯蔵し易い粒状に再加工しても良い。粒状のガスハイドレートペレットとしては、輸送や貯蔵し易い形状及び寸法であれば、如何なる形状及び寸法でも差し支えがない。

輸送袋３０は、図２に示すように、矩形状（平面視）の袋本体３１を具備し、その上部にフランジ３２を持つガスハイドレート導入口３３を有している。また、この袋本体３１の一方の側面には、ガスハイドレートの再ガス化時に生じた天然ガスを排出するためのバルブ付きガスコネクタ３４と、ガスハイドレートの再ガス化時に生じた水を排水するためのバルブ付き排水コネクタ３５とが設けられている。上記ガスコネクタ３４は、輸送袋３０の上部側に寄せて設ける方が好ましい。また、排水コネクタ３５は、ガスコネクタ３４と反対に輸送袋３０の寄せて下部側に設ける方が好ましい。

また、この輸送袋３０は、実際に充填するガスハイドレートの充填量よりも容積を２０〜３０％増しとし、所定量のガスハイドレートを充填した際に、袋の上部に空隙が生ずるようにするとよい。

また、輸送袋３０は、軽くて丈夫な気密性の袋が好ましく、図３に示すように、例えば、布帛や網などの補強材３６によつて補強されたゴムや合成樹脂などの可撓性の部材４１によって形成された袋が好ましい。また、この輸送袋３０は、図３において上側の補強材３６ａと下側の補強材３６ｂとを複数の連結材３７によって連結され、袋内に所定量のガスハイドレートを充填しても袋本体３１が偏平な形状を保持するようになっている。

ここで、ゴムとしては、例えば、天然ゴムや合成ゴムなどを挙げることができる。

また、合成樹脂としては、例えば、ナイロン、ＦＲＰ、塩化ビニールなどを挙げることができる。

また、補強材及び連結材の素材としては、例えば、木綿、麻などの天然繊維、アセテート、テビロンなどの半合成繊維、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレンなどの合成繊維などを挙げることができる。

また、ガスハイドレート導入口３３は、図４に示すように、通常、金属製の板状の蓋３８によって密封されている。蓋３８は、ボルト・ナットなどの締付け具３９によってガスハイドレート導入口３３のフランジ３２に固定されている。尚、蓋３８とフランジ３２との間には、パッキン４０が設けられている。

上記パッキング工程２７においては、図５に示すように、輸送袋３０のガスハイドレート導入口３３に前処理設備２６に続くガスハイドレート充填管２８を挿入し、ガスハイドレートパウダーＧ’を所定量、例えば、１０ｋｇ〜３０ｋｇ充填した後、図６に示すように、輸送袋３０のガスハイドレート導入口３３を金属製の蓋３８によって密閉する。

パーキング工程２７においてガスハイドレートパウダーＧ’を充填した輸送袋３０は、図１に示すように、パッキング工程２７に隣接している冷凍貯蔵庫２９に一時的に保管する。このパッキング工程２７及び冷凍貯蔵庫２９は、例えば、常圧のおいて、−１５℃〜−２０℃に保持されている。

冷凍貯蔵庫２９に保管されたガスハイドレート入り輸送袋３０は、その後、庫内が−１５℃〜−２０℃に保持されている冷凍車４２により、例えば、郊外のコンビニエンスストアーなどのガス需要者側の再ガス化プラントＢに運搬され、その冷凍貯蔵庫４３に保管される。この冷凍貯蔵庫４３も常圧下で−１５℃〜−２０℃に保持されている。

再ガス化プラントＢは、冷凍貯蔵庫４３に隣接して再ガス化施設５０を備えており、輸送袋３０内のガスハイドレートパウダーを再ガス化するようになっている。再ガス化施設５０は、図１に示すように、貯水槽５１と水Ｗを蓄えたタンク状のガス化槽５２とを備え、このガス化槽５２は、加熱器５３と、ガス送出管５４と、排水管５５とを備えている。

加熱器５３に供給する熱媒体としては、例えば、排熱、水、空気などを挙げることができる。

輸送袋３０内のガスハイドレートパウダーを再ガス化する場合は、図１に示すように、輸送袋３０の側面に設けられているガスコネクタ３４にガス化槽５２のガス送出管５４を接続する一方、輸送袋３０の側面に設けられている排水コネクタ３５にガス化槽５２の排水管５５を接続する。

しかる後に、上記加熱器５３に、例えば、１２℃の熱媒体Ｎを供給すると、ガス化槽５２内の水Ｗを介して輸送袋３０内にガスハイドレートパウダーが温められて天然ガスを包蔵している氷が溶け、天然ガスが放出される。この天然ガスｇは、ガス送出管５３を経て需要者（消費者）、例えば、コンビニエンスストアーに設置されている小型ガスタービン発電装置（図示せず）などに供給される。

ここで、需要者（消費者）に供給される天然ガスｇの圧力が常圧になるように、ガス送出管５３に圧力計５９を設け、熱媒体の供給量を制御するようになっている。６１は加熱器５３に設けたバルブ、６０は制御装置である。

一方、再ガス化の際に生じた分解水ｗは、排水管５５を経て貯水槽５１に蓄えられた後、中水やボイラの給水などに利用される。

上記加熱器５３を通過した熱媒体Ｎは、ガスハイドレートパウダーによって冷却され、温度が低下しているので（例えば、５℃）、その冷熱を空調器などの熱源に利用することができる。

また、上記ガス化槽５２を２基以上設けて交互に運転すると、輸送袋３０内のガスハイドレートパウダーを連続的に再ガス化することができる。再ガス化によって空になった輸送袋３０は、折り畳んだり、或いは偏平にした後、回収車４５によってガスハイドレート生成プラントＡに戻され、再使用される。

ところで、ガスハイドレートパウダーの入った輸送袋３０は、水を張ったガス化槽５２に収容すると、水面に浮き上がるため、ガス化槽５２内に設けた収容枠５６内にセットする。この収容枠５６は、図７に示すように、多数の仕切板５７によって仕切られており、各区画には、輸送袋３０の浮上を防止するため、開閉可能な蓋５８が設けられている。尚、収容枠５６の前面は、ガス化槽５２のガス送出管５４及び排水管５５と干渉しないように開放されている。

以上の説明では、ガスハイドレートを再ガス化する際に、水を張ったガス化槽を用いたが、これに限らず、例えば、ガスハイドレートの入った輸送袋に水又は湯をシャワーしたり、或いは常温又はそれ以上に昇温させた部屋に搬入させて再ガス化することも可能である。

また、輸送手段としては、陸上の回収車に限らず、例えば、水上輸送手段としての運搬船などを挙げることができる。

本発明に係るガスハイドレート輸送システムの概略構成図である。本発明に係る輸送兼貯蔵袋の正面図である。図２のＸ−Ｘ断面図である。ガスハイドレート導入口の斜視図である。輸送兼貯蔵袋にガスハイドレートパウダーを充填する説明図である。ガスハイドレートパウダー充填後、ガスハイドレート導入口を蓋で密閉した説明図である。輸送兼貯蔵袋をセットする格納枠の説明図である。

符号の説明

Ａガスハイドレート生成プラント
Ｂ再ガス化プラント
Ｇガスハイドレート
ｇ天然ガス
ｗ水
３０袋

Claims

ガスハイドレート生成プラントにて天然ガスと水とを反応させて天然ガスと水の水和物であるガスハイドレートを生成し、このガスハイドレートを軽くて丈夫な気密性の袋に詰め、ガスハイドレート充填後の袋を輸送手段に搭載して消費地に隣接した再ガス化プラントに向けて輸送し、この再ガス化プラントにおいてはガスハイドレートが詰まった袋をそのまま再ガス化容器としてガスハイドレートの分解を行うことを特徴とするガスハイドレート輸送システム。
再ガス化プラントにおいて、ガスハイドレートが詰まった袋をそのまま温水槽に浸して袋内のガスハイドレートを再ガス化する請求項１記載のガスハイドレート輸送システム。
再ガス化プラントにおいて、ガスハイドレートが詰まった袋に水又は温水シャワーを浴びせ、袋内のガスハイドレートを再ガス化する請求項１記載のガスハイドレート輸送システム。
再ガス化プラントにおいて、ガスハイドレートが詰まった袋をそのまま常温又は昇温された部屋に搬入して袋内のガスハイドレートを再ガス化する請求項１記載のガスハイドレート輸送システム。
軽くて丈夫な気密性のある袋本体を具備し、かつ、前記袋本体に、密閉可能なガスハイドレート導入口と、ガスハイドレートの分解時に生じた天然ガスを排出するためのバルブ付きガスコネクタと、ガスハイドレートの分解時に生じた水を排水するためのバルブ付き排水コネクタとを設けたことを特徴とするガスハイドレート輸送袋。
袋本体を、ゴム又は合成樹脂等の軽くて丈夫な気密性のある素材によって形成してなる請求項５記載のガスハイドレート輸送袋。
袋本体を、補強材によって補強されたゴム又は合成樹脂により形成してなる請求項５又は６記載のガスハイドレート輸送袋。
袋本体の両面を複数の連結材によって互いに連結し、袋内に所定量のガスハイドレートを充填しても偏平な形状を保持するようにした請求項５、６又は７記載のガスハイドレート輸送袋。
補強材として、布帛や網などを用いてなる請求項７記載のガスハイドレート輸送袋。