JP2007262142A - ガスハイドレート成形体の薄板部分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 天然ガスハイドレート粉末を圧縮成形によりペレット部を製造する際に該ペレット部の周囲に形成される薄板部を連続的に分離し、かつ、連続的にペレット部を後工程に供給する。
【解決手段】 ペレットｐ周囲にバリｂを有するガスハイドレート成形体ｓをローラ型成形機により成形された成形体ｓを横置きの回転円筒体８に入れて、この円筒体８の回転と共に該成形体ｓ同士を接触あるいは落下させることによってペレットｐとバリｂとに分離させ、前記円筒体８の一部に設けた多孔壁８ｂによって該バリｂを前記円筒８外に放出し、残るペレットｐを円筒体８の端部より排出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガスハイドレートを生成する高圧下（４〜６ＭＰａ）において原料ガスと水とを水和反応させてガスハイドレート粉末を製造し、このガスハイドレート粉末を圧縮成形して球状等のペレットを製造する一連の製造装置において、前記ペレットの周囲に付随して形成されるバリ（薄板部）を連続的に分離し、ペレットのみを次工程へ連続的に移送する装置を提供するものである。

一般的にメタンやプロパン等を主成分とする天然ガスを輸送・貯蔵する際は、液化天然ガス（ＬＮＧ）の状態で行われることが多い。しかしながら、この液化天然ガス（ＬＮＧ）は、極低温（−１６２℃）で製造し、この極低温を保持しながら輸送・貯蔵しなければならない。従って、この輸送・貯蔵の際に使用される冷却エネルギーを多く必要とする。

近時、前記ＬＮＧに対して、天然ガス水和物（天然ガスハイドレート）として輸送・貯蔵する方法が提案されている（例えば、特許文献１。）。この天然ガスハイドレートは、水分子によるカゴの中にガスが取り囲まれた状態の固体状のガス水和物であり、自己保存効果を奏する温度（−３０〜−１０℃）に冷却され、略生成条件の高圧から大気圧にまで脱圧されて、安定的に輸送・貯蔵できるという特徴がある。

この天然ガスハイドレートは、所定の圧力と温度（４〜６ＭＰａ、２〜７℃）に保持された生成容器内で天然ガスと水とを接触させて水和反応させて、水を多量に含む天然ガスハイドレートスラリー（ガスハイドレート結晶の懸濁液状）が生成される。このスラリーは、水中に懸濁しているガスハイドレートの濃度を高めるために物理脱水装置（例えば、スクリュープレス型脱水器、重力式竪型脱水装置等）により脱水された後に、略生成条件の圧力と温度に保持された水和脱水容器内で天然ガスと接触させて水和脱水させて粉雪状のサラサラの粉末として製造されている。

ところで、この天然ガスハイドレート粉末は、粉雪状で表面積が極めて大きいので、天然ガスと水とに分解する速度が非常に速いという問題がある。また、大量に貯蔵すると下層のものが岩盤状に硬化してしまい、取出しが困難になるという問題がある。このような天然ガスハイドレート粉末は、その体積に対して重量が小さく、非常に分解し易いので、圧縮して嵩密度を高くして空気の侵入を防止することによって分解率を低下させて保存性を高める必要がある。

このような要求から、また、取扱い上の要求から、粉末状の天然ガスハイドレートを、貯蔵タンクや輸送容器等に貯蔵する前に、圧縮成形して球形（直径１０〜１００ｍｍ程度）等のペレットにすることが行われている。

この成形装置としては、プレス金型を使用した成形装置と、２つのローラが対向する面に成形凹部が形成されたローラ型成形装置とが知られている（例えば、特許文献２）。

前記プレス金型成形装置は、金型へのガスハイドレート粉末の供給、プレス成形、ペレットの取出しといった操作を繰返してペレットをバッチ式に製造しているので大量生産に適していない。また、タイヤキ式に製造されたペレットは、その周囲にバリが形成され易いという問題がある。

一方、ローラ型成形装置は、前記ローラにガスハイドレート粉末を供給しながらペレットが製造できるので、連続してペレットを製造することができるから大量生産に適しているという優れた特徴があるが、これも薄いバリがペレットの周囲に付随して形成される問題があった。

図３に示す如く、ローラ型成形装置１は、スクリュー型供給装置３でガスハイドレート粉末ｎをローラの成形凹部ｃ内に押込み、その対向する成形凹部で圧縮成形してペレットを製造している。しかし、得られたペレットｐの周囲に付随して薄い（１ｍｍ程度）バリｂが形成される。

前記プレス金型成形装置及びローラ型成形装置により製造されたペレットｐとそれに付随するバリｂとは、成形時に作用する圧縮力が異なっており、その連結箇所が密度差により脆く、バリが脱落し易いという性質がある。そのため、貯蔵タンクや輸送容器内でバリｂがペレットｐより分離して容器底面に堆積して固着したり、ペレットｐ同士がバリｂによって接着されてしまい大きな塊状となって取り出せなくなるといった問題がある。

このようなことから、ペレットｐに付随して発生するバリｂを効率的に除去することが望まれている。
特開２００２−２２０３５３号公報 特開２００５−２１９１０４号公報

本発明は、前記の問題を解消するためになされたものであって、その目的とするところは、生成条件の高圧下（４〜６ＭＰａ）において粉末状の天然ガスハイドレートを製造し、この天然ガスハイドレート粉末を圧縮成形装置によりペレットを製造する一連の製造装置において、このペレットの周囲に付随して形成されるバリ（薄板部）を連続的に分離し、かつ、ペレットのみを連続的に次工程に供給することにある。

前記目的を達成するための本発明に係る天然ガスハイドレートのバリ（薄板部）の分離方法は、
１）所定の高圧下において原料ガスと水とを水和反応させて粉末状のガスハイドレートを製造し、この製造されたガスハイドレート粉末を成形凹部に充填して圧縮成形する一連のガスハイドレートの製造方法において、前記圧縮成形されたガスハイドレート成形体ｓは、ペレット部ｐと、該ペレット部ｐの周囲に連結された薄板部ｂで形成されており、この成形体ｓを横置きの回転円筒体８に入れて、この円筒体８の回転と共に該成形体ｓ同士を接触あるいは落下させることによってペレット部ｐより薄板部ｂを除去して、ペレット部ｐと薄板部ｂとに分離し、前記円筒体８の一部に設けた多孔壁８ｂによって薄板部ｂを前記円筒８外に放出し、残るペレット部ｐを円筒体８の端部より排出することを特徴とする。

さらに、本発明に係る天然ガスハイドレートのバリ（薄板部）の分離装置は、
２）一端に供給口７ａを、他端に排出口７ｂを有する横型の筒状空間を持つ本体７と、該本体７内に回転自在かつ前上がりに傾斜して支持される回転筒状体８と、この筒状体８の少なくとも供給口７ａ近傍より所定の長さに渡って形成されている多孔壁８ｂと、前記筒状体８の内壁面８ａに形成されている螺旋１０状ないしは螺旋と同様の送り機能を持つ手段と、前記多孔壁８ｂより放出されたガスハイドレート成形体ｓを形成していた薄板部ｂを収容する貯槽１２と、該貯槽１２を冷却する冷却手段と、からなることを特徴とする。

本発明により、圧縮成形された天然ガスハイドレートのペレット部の周囲に付随して形成されるバリ（薄板部）を連続的に分離し、ペレットのみを連続的に貯槽や輸送容器に移送するので、生成条件の高圧下で粉末状のガスハイドレートを製造し、このガスハイドレート粉末を圧縮成形してペレットを製造する一連のガスハイドレート製造装置の生産量が向上する。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る天然ガスハイドレート成形体ｓのバリ分離装置Ａの概略構成図である。

（概略）
図１に示す如く、天然ガスハイドレート製造装置（不図示）で製造された天然ガスハイドレート粉末ｎは、２本の成形ローラ４に圧縮成形凹部ｃが対向面に形成されたローラ型成形装置１に供給され、ペレットｐと共にバリｂが形成された成形体ｓが連続的に製造される。次に、この成形体ｓは予備分離装置５の成形体通路６ｂに導入されて、回転ローラ６ａにより押圧力を加えられて変形作用を受け、ペレットｐとバリｂとにある程度分離され、バリ分離装置Ａの円筒体８に形成された多孔壁８ｂでバリｂが連続的に除去される。

前記多孔壁８ｂの開口箇所から落下するバリｂは薄板部貯槽１２に一旦貯蔵された後、還流路１３を介して前記圧縮成形装置１に戻されるようになっている。

（実施例）
次に、本発明に係るバリ分離装置Ａを適用した装置について説明する。

バリ分離装置Ａは、天然ガスハイドレート成形体ｓが移送される円筒体８と、その円筒体８を回転自在に支持する本体７とからなり、この円筒体８には、円筒体８の回転に伴って軸方向に前記成形体ｓを移送する螺旋１０が内周面８ａに形成されており、さらに、その円筒体８の一部にバリｂを円筒８外に放出する多孔壁８ｂ（パンチングメタル、網状等）が形成され、この多孔壁８ｂに対応する本体７の下面に開口部９ａまたは多孔壁が前記バリｂが通過するように形成され、その開口部９ａの形成された本体７にバリｂを回収・収容する薄板部貯槽１２が形成されており、支柱１１を介して前記円筒体８を回転させる駆動装置Ｍが配置され、さらに前記薄板部貯槽１２内のバリｂと移送中のペレットｐとを冷却する冷却手段が設けてある。冷却手段としては、空気や窒素ガスといった気体を冷却した冷却ガスや、ブライン等の冷却媒体を用いることができる。

前記円筒体８の多孔壁８ｂは、ペレットｐと成形体ｓは落下しないように開口が形成されている。

このように構成されたガスハイドレート成形体ｓのバリ分離装置Ａに供給される成形体ｐは、装置Ａの円筒体８の内周面８ａに形成された螺旋１０による搬送作用によって成形体ｓやペレットｐは軸方向に移送される。円筒体８が入口側よりも排出側が上昇するように形成されているので、この円筒体８の内周面８ａに接触するバリｂは前進作用を受けるが、その上層は逆流作用を受けるので、円筒体８の回転によって成形体ｓ同士が接触してバリｂがペレットｐから分離する作用を受ける。

そして、前記バリｂは、この円筒体８の多孔壁８ｂの開口を介してバリ貯槽１２に放出され、一旦収容される。

ペレットｐは、多孔壁８ｂを通過し、バリ分離装置Ａの排出口７ｂより払出され、図示しない減圧装置等の後工程に移送される。なお、排出口７ｂにペレットが落下して壊れないように発泡体等からなる衝撃吸収材（不図示）を配置し、落下によるペレットｐの破損を防いでいる。

薄板部貯槽１２内のバリｂは、還流路１３を介してローラ型成形装置１等に戻される。
そして、この薄板部貯槽１２と円筒体８はブライン等により冷却されており、成形体ｓを低温に保持（例えば、−２０℃程度）しているので、後工程である脱圧工程等において天然ガスハイドレートが自己保存効果を奏する温度にまで冷却する操作を省略できる。

本発明に係るガスハイドレート成形体ｓのバリ分離装置Ａにより、成形体ｓは、連続的にバリｂとペレットｐとに分離され、同時にバリｂを一旦収容し、ペレットｐのみを次工程（脱圧工程等）に移送するので、貯蔵タンク内でバリｂによりペレットｐが固着してしまうことが防止され、また、その分離・除去は連続的に行えるのでガスハイドレート製造装置における生産量を上げることができる。

なお、本実施形態では、バリ分離装置Ａにおいて成形体ｓを移送する螺旋１０を円筒体８の内面８ａに形成したものについて説明したが、これに限られるものではない。例えば、図２に示す如く、成形体ｓの持上げ部１６ａを有する傾斜板１６を円筒体内面８ａに形成することができる。この場合は、傾斜板１６の持上げ部１６ａで成形体ｓを持上げ、この状態から成形体ｓを搬送方向に落下させ、この持上げと落下を繰返しながら成形体ｓを搬送すると共に、バリｂを分離する作用を一層与えることができる。さらには、多孔壁８ｂとその周辺部に傾斜板部材１６を形成し、多孔壁８ｂから先は螺旋１０を形成してもよい。さらに、多孔壁を回転円筒体の入口側と排出口側との中間に形成することもできる。また、螺旋１０の途中にパドル（不図示）等を形成し、筒体８の回転に伴い成形体ｓが上下動するようにし、バリｂとペレットｐとが分離する作用を与えてもよい。

さらにまた、本実施形態ではペレット製造装置にローラ型成形装置を用いたが、プレス金型成形装置を使用することもできる。また、予備分離装置を使用せずに、圧縮成形装置から直接成形体をバリ分離装置に供給してバリの分離・除去をしてもよい。

多孔壁８ｂの開口部分にバリｂが詰まった場合は、多孔壁８ｂを加熱する手段によりその原因となっているバリｂを開口から放出される程度にまで溶解させることができる。この場合は、一旦、圧縮成形装置１から供給される成形体ｓをバッファタンク等に収容し、その間に前記多孔壁８ｂを加熱して詰まりの原因となっているガスハイドレートを溶かすこともできる。

本発明の実施形態に係るガスハイドレート成形体の薄板部分離装置の一実施態様の概略図である。 本発明の他の実施形態に係るガスハイドレート成形体の薄板部分離装置の一実施態様の概略図である。 ローラ型成形装置の概略図であり、（ａ）は成形装置、（ｂ）は成形体の概略図、（ｃ）は成形体の断面図である。

符号の説明

ｎ ガスハイドレート粉末 ｐ 成形体 ｆ ペレット部
ｗ 薄板部 ｃ 成形凹部 Ａ 薄板部分離装置
１ 圧縮成形装置 ２ ホッパー ３ 供給装置
４ 圧縮成形ローラ ５ 予備分離装置 ４ａ ローラ表面
７ 本体 ７ａ 供給口 ７ｂ 排出口
７ｄ ベアリング ８ 回転円筒体
８ｂ 多孔壁 ９ａ 開口部 １０ 螺旋 １１ 支柱
１２ 薄板部貯槽 １３ 還流路

Claims (2)

1. 所定の高圧下において原料ガスと水とを水和反応させて粉末状のガスハイドレートを製造し、この製造されたガスハイドレート粉末を成形凹部に充填して圧縮成形する一連のガスハイドレートの製造方法において、
   前記圧縮成形されたガスハイドレート成形体は、ペレット部と、該ペレット部の周囲に連結された薄板部で形成されており、この成形体を横置きの回転円筒体に入れて、この円筒体の回転と共に該成形体同士を接触あるいは落下させることによってペレット部より薄板部を除去して、ペレット部と薄板部とに分離し、
   前記円筒体の一部に設けた多孔壁によって薄板部を前記円筒外に放出し、残るペレット部を円筒体の端部より排出することを特徴とする、ガスハイドレートを製造する方法における薄板部の分離方法。
2. 一端に供給口を、他端に排出口を有する横型の筒状空間を持つ本体と、該本体内に回転自在かつ前上がりに傾斜して支持される回転筒状体と、この筒状体の少なくとも供給口近傍より所定の長さに渡って形成されている多孔壁と、前記筒状体の内壁面に形成されている螺旋状ないしは螺旋と同様の送り機能を持つ手段と、前記多孔壁より放出されたガスハイドレート成形体を形成していた薄板部を収容する貯槽と、該貯槽を冷却する冷却手段と、からなるガスハイドレート成形体の薄板部分離装置。

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