JP2007262268A

JP2007262268A - ガスハイドレート製造装置における成形装置。

Info

Publication number: JP2007262268A
Application number: JP2006090150A
Authority: JP
Inventors: Kiyoaki Suganoya; 清明菅野谷
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2006-03-29
Filing date: 2006-03-29
Publication date: 2007-10-11

Abstract

【課題】原料ガスと水とを水和反応させて製造される粉末状のガスハイドレート粉末を連続的かつ円滑に圧縮成形し、かつ、ペレットを分離する成形装置を提供する。
【解決手段】成形装置Ａは、ガスハイドレート粉末ｎを連続的に粗材ｓにする一対の圧縮ローラ１ａ，１ｂを有する成形部１と、前記粗材ｓよりペレットｐを連続的に分離する一対の分離ローラ２ａ，２ｂを有する分離部２とを一連に構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガスハイドレート製造装置における成形装置、より詳しくは、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生成し、この粉末状のガスハイドレートを圧縮してペレット状に成形するためのガスハイドレート製造装置における成形装置に関するものである。

近年、クリーンなエネルギー源として、メタンやプロパン等を主成分とする天然ガスが注目されている。そして、このような天然ガスの輸送や貯蔵のためにこれを液化して液化天然ガス（ＬＮＧ）とすることが行われている。しかしながら、このＬＮＧによるガスの輸送および貯蔵には極低温状態（−１６２℃以下）が必要であり、そのため輸送装置や貯蔵装置が高価なものになっている。

かかることから、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の自己保存性を奏する温度（例えば、−２０℃程度）に保持しながら輸送し、また、貯蔵することが提案されている。

このガスハイドレート粉末は、所定の圧力と温度条件下（例えば、４〜６ＭＰａ、０〜５℃）で天然ガス等と水とを接触させることにより製造され、このガスハイドレート粉末は、粉雪またはかき氷状の所謂粉末状である。

ところで、このような粉末状のガスハイドレート粉末は、貯蔵タンクへの充填率（ガスハイドレート粉末の体積／容器の体積）が小さいために、その輸送または貯蔵には、大きな容積を有するタンク等が必要になるばかりでなく、粉末状であるから表面積が大きくなってしまい、天然ガスと水とに分解してしまう分解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。

かかることから、本発明者は、この粉末状のガスハイドレート粉末を成形装置により圧縮成形して略球形状等の成形品となし、このガスハイドレート粉末成形品を輸送し、または貯蔵することを先に提案している（例えば、特許文献１参照。）。

この成形装置Ｆは、図４に示す如く、ホッパー室３０に供給されたガスハイドレート粉末ｎを、対向するポケット３４（成形凹部）を有する一対の成形ローラ３３ａ，３３ｂに供給し、この成形ローラ３３ａ，３３ｂの回転と共に前記ポケット３４内に充填されたガスハイドレート粉末ｎを圧縮して成形するものである。そして、前記ポケット３４内にガスハイドレート粉末ｎを充填するためのスクリュー型押込み装置３１が前記ホッパー室３０に配置され、ガスハイドレート粉末の自重に加えて所定の圧力を付与するようになっている。

このように構成された成形装置Ｆは、図示しないガスハイドレート粉末の製造措置より供給されたガスハイドレート粉末ｎを一旦ホッパー３０内に保持し、この粉末ｎをスクリュー型の押込み装置３１により成形ローラ３３ａ，３３ｂに押し込むように圧力を付与しながら供給している。そして、この成形ローラ３３ａ，３３ｂの回転と共にペレットｐと該ペレットｐの周囲に板状部ｂ（バリ）とが連続して形成された粗材ｓが製造されている。

しかしながら、前記粗材ｓが連続して長尺に製造されており、かかる状態で貯蔵すると、バリにより空隙が多くなってしまい、貯蔵効率が低下するという問題があった。さらに、バリｂ同士が固着して固まってしまい、貯蔵タンク内に均して貯蔵することができないという問題もあった。

ところで、本発明者は、このような製造装置について種々の試験を実施し、ペレットｐとバリｂとは、圧縮ローラ３３ａ，３３ｂの圧縮力のかかり方の違いから密度や硬さが異なり、その連結部から分離し易いという知見を得た。

そこで本発明者は、このバリｂを分離するために、粗材ｓに振動や衝撃を与えて分離する操作を行ったが、ペレットｐからバリｂを分離するのに時間がかかって極めて非効率である上に、ペレットｐ自体を破損してしまうという問題があった。
特開２００２―２２０３５３号公報

本発明は、前記の問題を解決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、圧縮ローラにより連続的に製造される粗材成形体より連続かつ効率よく必要とするペレットに分離する成形装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係るガスハイドレートの成形装置は、
１）原料ガスと水とを水和反応させて生成された粉末状のガスハイドレートｎを、ペレットｐと該ペレットｐ周囲に形成された板状部ｂとからなる粗材ｓの成形部１と、前記粗材ｓよりペレットｐと板状部ｂとを分離する分離部２とを一連に構成した成形装置Ａであって、前記粗材ｓの成形部１は、粉末状のガスハイドレートｎを収容するホッパー５と、前記ホッパーの開口部６の下部に配置され対向する周面に成形凹部７が形成された一対の圧縮ローラ１ａ，１ｂと、前記ホッパー５内のガスハイドレート粉末ｎを前記圧縮ローラ１ａ，１ｂに供給する装置５ａとから構成され、前記分離部２は、前記ペレットｎの嵌合凹部８を周面に形成された一対の分離ローラ２ａ，２ｂと、該ローラ２ａ，２ｂの一方若しくは両方に前記凹部８の周縁８ａに切刃９を突出形成して構成されていることを特徴とする。
２）原料ガスと水とを水和反応させて生成された粉末状のガスハイドレートｎを、ペレットｐと該ペレットｐ周囲に形成された板状部ｂとからなる粗材ｓの成形部１と、前記粗材ｓよりペレットｐと板状部ｂとを分離する分離部２とを一連に構成した成形装置Ａであって、前記粗材ｓの成形部１は、粉末状のガスハイドレートｎを収容するホッパー５と、前記ホッパー５の開口部６の下部に配置され対向する周面に成形凹部７が形成された一対の圧縮ローラ１ａ，１ｂと、前記ホッパー５内のガスハイドレート粉末ｎを前記圧縮ローラ１ａ，１ｂに供給する装置５ａとから構成され、前記分離部２は、一対のローラ２ａ，２ｂの周面にペレットｐを抱持できる厚さの弾性層１１を形成したことを特徴とする。

本発明に係るガスハイドレート粉末の成形装置は、成形部において連続的に製造された粗材を、分離部の一対のローラに形成された嵌合凹部に収容すると共に、該凹部の周縁に設けた切刃がペレットの周囲に付随するバリに噛み込み、このバリとペレットとを連続的に分離するので、ペレットの分離効率及び輸送効率が向上し、貯蔵効率も向上する。

また、分離部の弾性層が粗材のペレット部分を埋没・抱持しながら押圧するので、板状部とペレット部との連結部に剪断力が生じ、容易に前記連結部が破断するので、粗材より板状部とペレットとを連続的に分離する。結果、ペレットの分離効率及び輸送効率が向上し、貯蔵効率も向上する。

以下、図１から図４を参照して本発明に係るガスハイドレート粉末の成形装置の実施形態を説明する。

〔実施形態１〕
本発明に係る成形装置Ａは、図１に示す如く、原料ガスと水とを水和反応させて生成された粉末状のガスハイドレートｎを収容するホッパー５と、前記ホッパーの開口部６の下部に配置され対向する成形凹部７が形成された一対の圧縮ローラ１ａ，１ｂと、前記ホッパー５内のガスハイドレート粉末ｎを前記圧縮ローラ１ａ，１ｂに供給するスクリュー装置５ａとよりなるガスハイドレートの粗材ｓを製造する成形部１と、一対の分離ローラ２ａ，２ｂよりなり、該ローラの表面に前記粗材ｓが嵌合する凹部８を設けると共に、前記ローラ２ａ，２ｂの一方若しくは両方に前記凹部８の周縁８ａに少なくとも１つの切刃９が形成されてなる前記粗材ｓからペレットｐを分離する分離部２とを一連として構成されている。

更に詳しくは、図２（ａ）に示す如く、前記分離部２の対向する嵌合凹部８が所定の間隔で形成された両ローラ２ａ，２ｂは、この嵌合凹部８の周縁に３つの切刃９が形成され、かつ、ローラ同士の嵌合凹部８が相対したときに一方のローラ２ａの切刃９と他方のローラ２ｂの切刃９とが互い違いとなるように配置されている。

また、前記成形部１の成形凹部７と、前期分離部２の嵌合凹部８は、略同形状かつ略同寸法となるように形成されている。そして、前記分離ローラ２ａ，２ｂは、正確にペレットｐ部分を嵌合凹部に収容するようにその回転が自動制御されている。

そして、前記分離部２で切り離されたバリｂとペレットｐは、選別部３に移送され、この選別部３にてペレットｐとバリｂとにそれぞれ仕分けされる。このペレットｐは、貯蔵タンク４ｂや輸送容器等に収容され、一方バリｂは、一時貯留タンク４ａ等に収容後に必要に応じて粉砕して前記成形部１のホッパー５に供給されたり、さらに前の工程、例えば、ガスハイドレート粉末の生成工程に供給されたりする。

前記選別部３は、例えば、風力分離、篩による粒径分離または遠心分離等が用いられる。

このように構成された成形装置Ａは、図示しないガスハイドレート粉末の製造装置から供給されるガスハイドレート粉末ｎを成形部１のホッパー５内に保持し、スクリュー型の押込み装置５ａの作用によりホッパー５の下部に配置された一対の圧縮ローラ１ａ，１ｂに前記粉末ｎが供給され、かつ、該ローラ１ａ，１ｂに形成された成形凹部７内に充填される。そして、前記ローラ１ａ，１ｂの回転と共にこの粉末ｎは圧縮されて粗材ｓが連続的に製造される。

この粗材ｓは、分離部２に供給され、該分離部２の分離ローラ２ａ，２ｂに形成された嵌合凹部８にペレットｐが収容されると共に、この嵌合凹部８の周縁に設けた切刃９がペレットｐの周囲のバリｂとの連結部に噛み込んで、ペレットｐを連続的に分離する。

このようにして分離されたペレットｐは、バリｂと共に選別部３に移送され、ペレットｐとバリｂとに選別されてそれぞれ別工程に移送される。

〔実施形態２〕
図３は、本発明に係る成形装置Ａの他の実施形態であって、前記実施態様と同様の成形部１と、一対のローラ１０ａ，１０ｂの円周上に弾性層１１を形成し、前記粗材ｓを該弾性層１１で押してこの粗材ｓからペレットｐを分離する分離部２とを一連として構成されている。

前記分離ローラ１０ａ，１０ｂは、前記圧縮ローラ１ａ，１ｂと略同一周速度となるように回転が制御されている。

前記弾性層１１は、前記ペレットｐを抱持できる厚さＬに形成され、スポンジやゴム等の弾性部材より形成されている。また、前記弾性層１１が形成された分離ローラ１０ａ，１０ｂは、この両ローラ１０ａ，１０に形成された弾性層１１が常時接触する程度に配置されている。

さらにまた、前記弾性層１１は、粗材ｓのペレットｐ全体を包み込み、かつ、押圧力を付与しすぎないような厚みに形成されている。

このように構成された分離装置Ａは、前記実施態様と同様に連続的に粗材ｓが製造され、分離部２の分離ローラ１０ａ，１０ｂに連続的に供給される。

この分離ローラ１０ａ，１０ｂに供給された粗材ｓは、弾性体に包み込まれながら該弾性体からの圧力（反発力）を付与され、この圧力による剪断作用により連結部が破断し、連続的にバリｂとペレットｐとに分離される。

このようにして分離されたペレットｐは、バリｂと共に選別部３に移送され、ペレットｐとバリｂとはそれぞれ別工程に移送される。

本発明に係る成形装置Ａにより、成形部１において連続的に製造された粗材ｓを、分離部２の一対のローラに形成された嵌合凹部に収容すると共に、該凹部の周縁に設けた切刃がペレット部の周囲に付随するバリに噛み込んで前記バリｂとペレットｐとを連続的に分離し、排出するので、ペレットの生産量を向上することができる。

なお、本実施形態においては略球形状のペレットについて説明したが、例えば、立方体等種々の形態が可能であり、このペレットの形態に合わせて分離ローラの嵌合凹部の形状は選定される。また、この場合であっても、前記分離ローラに弾性体を形成したものを適用して効率的にペレットを分離することができる。

また、両ローラに切刃を形成したものについて説明したが、一方のローラのみに形成してもよい。

さらにまた、嵌合凹部周縁に切刃を３つ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（ｃ）の如く、周縁に対向する２つの切刃を形成し、一方のローラと他方のローラの切刃とが交差するように配置することもできる。

さらに、分離ローラが駆動ローラであるものについて説明をしたが、これに限られるものではない。例えば、分離ローラを従動ローラとし、供給される粗材ｓに追従して回転するようにすることもできる。又は、前記粗材ｓを積極的に下方に引き込むように回転させ、バリの分離作用を生ずるようにしてもよい。

本発明に係る成形装置の実施形態を示す構成外略図である。本発明係る成形装置における分離部の要部拡大図である。（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は他の切刃を形成した分離部の上面図である。本発明係る成形装置における分離部の他の実施例の一部断面拡大図である。従来の成形装置の概略構成図である。

符号の説明

ｎガスハイドレート粉末ｓ粗材ｂ板状部
ｐペレットＬ弾性層厚さＭ駆動装置
１成形部１ａ、１ｂ圧縮ローラ２分離部
２ａ、２ｂ、１０ａ、１０ｂ分離ローラ３選別部
４ａ板状部貯蔵タンク４ｂペレット貯蔵タンク
５ホッパー５ａスクリュー装置６開口部
７成形凹部８嵌合凹部８ａ周縁部
９切刃１１弾性層

Claims

原料ガスと水とを水和反応させて生成された粉末状のガスハイドレートを、ペレットと該ペレット周囲に形成された板状部とからなる粗材の成形部と、前記粗材よりペレットと板状部とを分離する分離部とを一連に構成した成形装置であって、
前記粗材の成形部は、粉末状のガスハイドレートを収容するホッパーと、前記ホッパーの開口部の下部に配置され対向する周面に成形凹部が形成された一対の圧縮ローラと、前記ホッパー内のガスハイドレート粉末を前記圧縮ローラに供給する装置とから構成され、
前記分離部は、前記ペレットの嵌合凹部を周面に形成された一対の分離ローラと、該ローラの一方若しくは両方に前記凹部の周縁に切刃を突出形成して構成されていることを特徴とする、ガスハイドレート粉末の成形装置。
原料ガスと水とを水和反応させて生成された粉末状のガスハイドレートを、ペレットと該ペレット周囲に形成された板状部とからなる粗材の成形部と、前記粗材よりペレットと板状部とを分離する分離部とを一連に構成した成形装置であって、
前記粗材の成形部は、粉末状のガスハイドレートを収容するホッパーと、前記ホッパーの開口部の下部に配置され対向する周面に成形凹部が形成された一対の圧縮ローラと、前記ホッパー内のガスハイドレート粉末を前記圧縮ローラに供給する装置とから構成され、
前記分離部は、一対のローラの周面にペレットを抱持できる厚さの弾性層を形成したことを特徴とする、ガスハイドレート粉末の成形装置。