JP2007224116A - ガスハイドレート脱水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスハイドレートの付着水を重力脱水する脱水塔を備えたガスハイドレート脱水装置において、脱水塔内の圧力損失がなく、脱水性能が低下しないガスハイドレート脱水装置を提供する。
【解決手段】脱水装置５は、垂直に設置された脱水塔２０、その頂部において連通し、横置きされた搬出機２１及びガスハイドレートの搬送手段であるスクリューコンベア２２から構成され、脱水されて高濃度になったガスハイドレート２９を上方へ搬送する。
【選択図】図２

Description

本発明はガスハイドレートから水分を除去するガスハイドレート脱水装置に関し、詳しくはガスハイドレートから水分を重力脱水により除去するガスハイドレート脱水装置に関するものである。

近年、天然ガス等（以下、原料ガスという。）の安全かつ経済的な輸送・貯蔵手段として、この原料ガスを水和させて固体状態の水和物としたガスハイドレートを用いる方法が注目されている。

一般的に、ガスハイドレートは原料ガスと原料水を低温・高圧下で反応させることにより生成させるが、このガスハイドレートは多量の水が付着したスラリー状（例えば、５〜２０体積％：ガスハイドレート濃度、以下同じ。）となるため、輸送・貯蔵するためには脱水装置において水分を除去する必要がある。

この脱水装置の代表的なものとしては、遠心機やフィルタープレスを用いたものがあるが、図３に示すような脱水塔を用いて重力脱水する脱水装置が、高い運転信頼性や保守管理の容易性などの面から注目されている。（例えば、特許文献１及び非特許文献１を参照。）

しかし、この脱水装置においては、脱水後の高濃度（例えば、４０〜６０体積％）のガスハイドレート４０が脱水塔２０の上部において内壁などに付着して脱水塔２０を閉塞させてしまうため、脱水塔２０の圧力損失が大きくなり、脱水能力が大きく低下してしまうという課題があった。
特開２００５−２６３６７５号公報 松尾、外６名、「ＮＧＨシステムのプロセス開発（第２報）−ＮＧＨによる天然ガス輸送システムを実証−」、三井造船技報、三井造船株式会社、２００５年２月、第１８４号、ｐ．３８−４５

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、圧力損失がなく、脱水性能が低下しない重力脱水式のガスハイドレート脱水装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するため、本発明は、ガスハイドレートの付着水を重力脱水する縦型移動層式の脱水塔を備えたガスハイドレート脱水装置であって、前記脱水塔は略垂直に立設された第１の塔体と、前記第１の塔体の上部に接続し、複数の微細な貫通孔を有する脱水部と、前記脱水部を外囲するように設けられた貯水部と、前記脱水部の上部に接続する第２の塔体とからなり、前記第１の塔体の底部から供給され前記脱水部を通過したガスハイドレートを上方へ搬送する搬送手段を設けたことを特徴とするガスハイドレート脱水装置である。

この搬送手段は、脱水塔内においてガスハイドレート濃度が４０〜６０体積％となる領域に設置することが望ましい。

また、前記搬送手段は、前記脱水塔内に設置されたスクリューコンベアからなることが望ましい。

請求項１に記載の本発明によれば、ガスハイドレートを重力脱水する脱水塔を備えたガスハイドレートの脱水装置において、脱水塔内に供給されたガスハイドレートを上方へ搬送する搬送手段を設けたため、高濃度のガスハイドレートによる脱水塔の閉塞がなく、脱水塔の圧力損失がなくなるため、脱水性能の低下を防ぐことができる。

請求項２に記載の本発明によれば、ガスハイドレートの付着が発生するガスハイドレートの濃度が４０〜６０体積％となる領域に搬送手段を設けたため、より効果的に脱水性能の低下を防ぐことができる。

請求項３に記載の本発明によれば、前記搬送手段を前記脱水塔の内部に設置されたスクリューコンベアにより構成したため、脱水塔の容積を減少させて小型化を図ることができる。

以下に、本発明の実施の形態に係るガスハイドレート脱水装置について、図面を参照して説明する。

本発明に係るガスハイドレート脱水装置を図１及び２に基づいて説明する。
図１は、ガスハイドレートの製造に係る系統図の一例である。

まず、原料ガス１と原料水２を、第１生成器３内において低温・高圧下（例えば、１〜５℃、５．４ＭＰａ）で接触反応させてガスハイドレートを生成する。この第１生成器３については、水中に原料ガスを吹き込み撹拌する方法（気液撹拌方式）（例えば、特開２０００−３０２７０１号公報参照。）や、原料ガス中に水を噴霧する方法（水スプレー方式）（例えば、特開２０００−２６４８５２号公報参照。）などを用いることができる。

生成されたガスハイドレートは、水分が多量に付着したスラリー状（例えば、５〜２０体積％）となっているため、ガスハイドレートの濃度を高めるためにスラリーポンプ４によりガスハイドレート脱水装置５（以下、脱水装置という。）へ送られる。

脱水装置５において水分を除去されて高濃度になったガスハイドレート（例えば、４０〜６０体積％）は、第２生成器６へ送られる。なお、脱水装置５で除去された水は、循環水経路７を通じて第１生成器３へ戻されてガスハイドレートの生成に再利用される。

第２生成器６においては、原料ガス（図示せず。）と接触反応させることにより、ガスハイドレートに残った水分がガスハイドレート化される。

以上のようにして生成されたガスハイドレートは、ペレット成型機８により一定の形状（例えば、球形など）に圧縮成型され、撹拌機９内において機械撹拌されながら冷却された後に、ロックホッパー式の脱圧装置１０を経て大気圧下に取り出される。

本発明に係るガスハイドレート脱水装置を図２に示す。図２は、ガスハイドレート脱水装置の構造を示す断面図である。

本発明に係る脱水装置５は、略垂直に設置された脱水塔２０、その頂部において連通し略横置きされた搬出機２１及びガスハイドレートの搬送手段であるスクリューコンベア２２から主に構成される。

脱水塔２０は中空円筒の形状を有しており、その軸方向のやや上部の表面には多数の微細な貫通孔からなる水切り部２４があり、その水切り部２４を外囲するように脱水槽２３が設けられている。

搬出機２１は、水分を除去されたガスハイドレート２５を、脱水塔２０の頂部から外部へ連続的に搬出するものであり、電動機２６で駆動される横置きされたスクリュー２７から構成される。

スクリューコンベア２２は、脱水塔２０の上方から内部へ挿入され、電動機２８で回転駆動されることにより、脱水塔２０内のガスハイドレート２９を下方から上方へ搬送する。ここで、ガスハイドレートの濃度が４０〜６０体積％となるいわゆる低湿分域においてガスハイドレートの内壁への付着が主に発生するため、このスクリューコンベア２２は低湿分域に設置されることが望ましい。

このような構造を有する脱水装置５において、スラリーポンプ４により脱水塔２０の底部から供給されたガスハイドレート２９は、脱水塔２０の途中までは浮力により上昇し、その後はスクリューコンベア２２により上方へ搬送されながら水切り部２４において脱水３０される。そして、濃度が高くなったガスハイドレートは、搬出機２１が設置されている頂部までスクリューコンベア２２により上方へ搬送されるため、内壁などに付着して脱水塔２０を閉塞させるようなことは生じない。

従って、脱水塔２０内で圧力損失が生じることはないため、脱水性能が低下することはない。

ガスハイドレートの製造に係る系統図である。 本発明に係るガスハイドレート脱水装置である。 従来のガスハイドレート脱水装置である。

符号の説明

１ 原料ガス ２ 原料水 ３ 第１反応器
４ スラリーポンプ ５ ガスハイドレート脱水装置 ６ 第２反応器
７ 循環水経路 ８ ペレット成型機 ９ 撹拌機
１０ 脱圧装置 ２０ 脱水塔 ２１ 搬出機
２２ スクリューコンベア ２３ 脱水槽 ２４ 水切り部
２５ 脱水後ガスハイドレート ２６ 電動機 ２７ スクリュー
２８ 電動機 ２９ ガスハイドレート ３０ 脱水
４０ 高濃度ガスハイドレート

Claims (3)

1. ガスハイドレートの付着水を重力脱水する縦型移動層式の脱水塔を備えたガスハイドレート脱水装置であって、
   前記脱水塔は略垂直に立設された第１の塔体と、
   前記第１の塔体の上部に接続し、複数の微細な貫通孔を有する水切り部と、
   前記水切り部を外囲する貯水部と、
   前記水切り部の上部に接続する第２の塔体とからなり、
   前記第１の塔体の底部から供給され前記脱水部を通過したガスハイドレートを上方へ搬送する搬送手段を設けたことを特徴とするガスハイドレート脱水装置。
2. 前記搬送手段は、前記脱水塔内において前記ガスハイドレートの濃度が４０〜６０体積％となる領域に設置される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。
3. 前記搬送手段は、前記脱水塔内に設置されたスクリューコンベアからな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。
   

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