JP2007268406A - Depressurization device and apparatus for producing gas hydrate - Google Patents

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Tetsuo Murayama
哲郎 村山
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a depressurization device the structure of which is made simple, the depressurizing operation of which is also made simple and through which a granular substance can be conveyed stably and surely. <P>SOLUTION: The depressurization device 51, which is arranged between a high pressure zone 41 and a low pressure zone 42 for conveying the granular substance 43 from the former to the latter, is provided with a rotating body 50 having a communicative hole 44 for communicating the high pressure zone 41 with the low pressure zone 42 and a piston 45 arranged to be reciprocated in the communicative hole 44. The rotating body 50 is rotated to one direction to change the course of the communicative hole 44 so that the high pressure zone 41 is successively in the states communicated, non-communicated and again communicated with the low pressure zone 42. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、高圧領域から低圧領域に粉粒体を送る為に前記両領域の間に設けられる脱圧装置およびガスハイドレートの製造装置に関する。   The present invention relates to a depressurization device and a gas hydrate manufacturing device provided between the high pressure region and the low pressure region so as to send powder particles.

ガスハイドレートは、水分子が結合して形成された立体構造の籠の内部に、例えば天然ガスの成分であるメタン、エタン、プロパン、ブタン等の炭化水素や二酸化炭素等のガス分子が取り込まれて形成される包接(クラスレート)水和物(ハイドレート)の総称である。すなわちガスハイドレートは、原料ガス分子と水分子からなる氷状の固体物質であり、水分子が形成する立体的な籠状構造の内部に原料ガス分子を包接した安定な包接化合物の一種である。このガスハイドレートは、ガス包蔵量が比較的大きいと共に、大きな生成・分解エネルギーや、ハイドレート化ガスの選択性等の特徴ある性質を有しているため、例えば、天然ガス等の輸送・貯蔵手段や、蓄熱システム、アクチュエータ、特定成分ガスの分離回収等の多様な用途が可能であり、盛んに研究がなされている。   In gas hydrate, gas molecules such as hydrocarbons such as methane, ethane, propane, and butane, which are natural gas components, and carbon dioxide are taken into the interior of the three-dimensional structure formed by combining water molecules. It is a general term for clathrate hydrates (hydrates) formed in this way. In other words, gas hydrate is an ice-like solid substance composed of source gas molecules and water molecules, and is a kind of stable inclusion compound in which source gas molecules are included inside a three-dimensional cage structure formed by water molecules. It is. This gas hydrate has a relatively large gas storage capacity, and has characteristic properties such as large generation / decomposition energy and selectivity of hydrated gas. For example, transportation and storage of natural gas, etc. Various applications such as means, heat storage systems, actuators, and separation and recovery of specific component gases are possible, and research is actively conducted.

ガスハイドレートは、通常、高圧・低温条件の下で生成される。生成方法として、以下の方式が良く知られている。原料ガスを高圧に充填した反応容器の上部から冷却した水を噴霧することにより、水滴が原料ガス中を落下する際に水滴表面にガスハイドレートを生成させる、いわゆる「水噴霧方式」や、反応容器内の水中に原料ガスを気泡として導入(バブリング)することにより、原料ガスの気泡が水中を上昇する際に気泡表面にガスハイドレートを生成させる、いわゆる「バブリング方式」等である。   Gas hydrate is usually generated under high pressure and low temperature conditions. The following methods are well known as generation methods. By spraying cooled water from the top of the reaction vessel filled with raw material gas at high pressure, so-called "water spray method", in which gas hydrate is generated on the surface of the water droplet when the water droplet falls in the raw material gas, reaction A so-called “bubbling method” or the like is performed such that gas hydrate is generated on the surface of the bubbles when the bubbles of the source gas rise in the water by introducing the source gas into the water in the container as bubbles.

上記生成方法で生成されたガスハイドレートは、ガスハイドレートの含有量を約90wt%程度に高めた氷粒状体として或いはそれをペレット化して、過冷却状態にして脱圧装置で大気圧にまで減圧して、貯蔵タンクに貯蔵されるのが通常である(特許文献1)。   The gas hydrate produced by the above production method is an ice granule having a gas hydrate content increased to about 90 wt% or pelletized, and brought to a supercooled state and brought to atmospheric pressure by a depressurizer. The pressure is usually reduced and stored in a storage tank (Patent Document 1).

従来の脱圧装置は、高圧領域と低圧領域との間に中間室を設け、該中間室と高圧領域との間および低圧領域との間にそれぞれ高圧側バルブと低圧側バルブを設けて構成されている。
実際の脱圧手順を説明する。先ず両バルブを閉状態にして中間室をコンプレッサ等で高圧雰囲気にする。そして、高圧側バルブを開にすることで、高圧領域内の粉粒体を中間室に移す。続いて高圧側バルブを閉じ、密閉状態で公知の減圧手段によって中間室内を大気圧にまで減圧する。それから低圧側バルブを開状態とし、低圧領域(大気圧)に粉粒体を移す。
A conventional depressurization apparatus is configured by providing an intermediate chamber between a high pressure region and a low pressure region, and providing a high pressure side valve and a low pressure side valve between the intermediate chamber and the high pressure region and between the low pressure region, respectively. ing.
The actual depressurization procedure will be described. First, both valves are closed and the intermediate chamber is made into a high pressure atmosphere with a compressor or the like. And the granular material in a high voltage | pressure area | region is moved to an intermediate chamber by opening a high voltage | pressure side valve | bulb. Subsequently, the high pressure side valve is closed, and the intermediate chamber is depressurized to atmospheric pressure by a known depressurization means in a sealed state. Then, the low pressure side valve is opened, and the granular material is transferred to the low pressure region (atmospheric pressure).

特開2005−263675号公報JP 2005-263675 A

従来の脱圧装置は、上記の如く、中間室と、該中間室の両側に高圧側バルブと低圧側バルブを設けて構成され、更にその減圧手順が多数の工程を経て減圧および粉粒体の移送を実行できるものであるため、構造が複雑で備品点数も多く、減圧工程も長時間を要し、さらに粉粒体がブリッジを作り移送が不安定であるという問題があった。   As described above, a conventional depressurization apparatus is configured by providing an intermediate chamber, and a high-pressure side valve and a low-pressure side valve on both sides of the intermediate chamber, and the depressurization procedure is performed through a number of processes. Since the transfer can be performed, there is a problem that the structure is complicated, the number of equipment is large, the decompression process takes a long time, and further, the granular material forms a bridge and the transfer is unstable.

本発明の目的は、構造が単純で、脱圧動作も簡単で、更に粉粒体の移送を安定して確実に行える脱圧装置およびガスハイドレートの製造装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a depressurization apparatus and a gas hydrate manufacturing apparatus that have a simple structure, a simple depressurization operation, and that can stably and reliably transfer powder particles.

上記目的を達成するため、本発明の第1の態様は、高圧領域から低圧領域に粉粒体を送る為に前記両領域の間に設けられる脱圧装置であって、前記高圧領域と前記低圧領域とを連通可能な連通孔と、該連通孔内に往復移動可能に設けられたピストンとを備えた回転体を備え、該回転体を一方向に回転することにより、前記連通孔の方向として前記高圧領域と前記低圧領域とを順次連通状態、非連通状態、再び連通状態に切り換え可能に構成されていることを特徴とするものである。ここで、「粉粒体」とは粉体と粒体の両方を含む意味で使われている。粒体のサイズは直径で2mm〜50mmが標準的である。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a depressurization device provided between the high pressure region and the low pressure region to send the granular material from the high pressure region to the low pressure region. A rotating body including a communication hole capable of communicating with the region and a piston provided in the communication hole so as to be reciprocally movable; and by rotating the rotating body in one direction, the direction of the communication hole The high pressure region and the low pressure region can be sequentially switched to a communication state, a non-communication state, and a communication state again. Here, “powder and granular material” is used to include both powder and granular material. The particle size is typically 2 mm to 50 mm in diameter.

本発明の第1の態様に係る脱圧装置によれば、回転体を一方向に回転することにより、前記連通孔の方向として前記高圧領域と前記低圧領域とを順次連通状態、非連通状態、再び連通状態に切り換え可能に構成されていると共に、当該連通孔内に設けられた前記ピストンが、非連通状態を経て再連通状態に至るときに最初の位置から反対側の位置に高圧領域の圧力を受けて移動する。これにより、連通孔内に入った粉粒体は当該ピストンの移動により、確実に低圧領域に押し出される。   According to the depressurization apparatus according to the first aspect of the present invention, by rotating the rotating body in one direction, the high-pressure region and the low-pressure region are sequentially communicated, non-communication state as the direction of the communication hole, The pressure in the high-pressure region is changed from the initial position to the opposite position when the piston provided in the communication hole reaches the re-communication state through the non-communication state. And move. Thereby, the granular material which entered the communication hole is surely pushed out to the low pressure region by the movement of the piston.

従って、回転体を回転しても当該ピストンによって常に高圧領域と低圧領域とは遮断状態を維持しており、しかも回転体を回転するだけで連通孔内に入り込んだ粉粒体がその都度低圧領域側に脱圧されてピストンによって押し出される。従って、二つの領域を互いの遮断状態を維持したまま脱圧と粉粒体の移送を自動的に行うことができる。
回転体が連続的に回転すると、ピストンもその都度連通孔内を高圧側から低圧側に移動し、上記動作が繰り返されて連通孔を通って高圧領域から低圧領域に粉粒体が脱圧されつつ移送される。
Therefore, even if the rotating body is rotated, the high pressure region and the low pressure region are always kept in a disconnected state by the piston, and each time the rotating body is rotated, the granular material that has entered the communication hole is always in the low pressure region. The pressure is released to the side and pushed out by the piston. Therefore, it is possible to automatically perform the depressurization and the transfer of the granular material while keeping the two regions in a state of being blocked from each other.
When the rotating body continuously rotates, the piston moves in the communication hole from the high pressure side to the low pressure side each time, and the above operation is repeated, and the granular material is depressurized from the high pressure region to the low pressure region through the communication hole. While being transported.

当該脱圧装置を2系統以上用いて高圧領域と低圧領域を接続するようにすれば、各系統の各回転体の回転に位相をつけることで、連続的な脱圧および粉粒体移送を実現することができる。   If two or more systems are used to connect the high pressure region and the low pressure region, continuous depressurization and granular material transfer can be realized by phasing the rotation of each rotating body in each system. can do.

また、本発明の第2の態様は、前記第1の態様の脱圧装置において、前記非連通状態のときに前記ピストンの両側の密室を連通させる密室連通手段が設けられていることを特徴とするものである。
本発明の第2の態様に係る脱圧装置によれば、非連通状態のときに前記ピストンの両側の密室を連通させる密室連通手段が設けられているので、高圧領域と低圧領域を非連通状態で連通孔内のピストンの両側の圧力を均衡させることができ、その状態で回転体が更に回転して高圧領域と低圧領域が連通孔を介して連通することになるため、圧力の急激な変動による衝撃や脈動を抑えることができる。
According to a second aspect of the present invention, in the decompression device according to the first aspect, there is provided closed chamber communication means for communicating the closed chambers on both sides of the piston in the non-communication state. To do.
According to the decompression device according to the second aspect of the present invention, since the closed chamber communication means for communicating the closed chambers on both sides of the piston in the non-communication state is provided, the high pressure region and the low pressure region are in the non-communication state. The pressure on both sides of the piston in the communication hole can be balanced, and the rotating body further rotates in this state, and the high pressure region and the low pressure region communicate with each other through the communication hole. The impact and pulsation due to can be suppressed.

また、本発明の第3の態様は、前記第2の態様の脱圧装置において、前記密室連通手段は、両密室をつなげる連通路と、該連通路に設けられた開閉弁とを備えていることを特徴とするものである。
このように開閉弁をそなえているので、ピストンの両側の圧力を均衡させるタイミングをコントロールすることができる。従って、連通孔の両端開口の形状や寸法により、回転体の回転角度によっては高圧領域と耐圧領域が連通孔および密閉室連通手段によって短絡状態になる虞があるが、その様な虞を当該開閉弁によって容易に無くすことができる。
According to a third aspect of the present invention, in the depressurization apparatus according to the second aspect, the closed chamber communication means includes a communication path that connects the two closed chambers, and an on-off valve provided in the communication path. It is characterized by this.
Since the on-off valve is provided in this way, the timing for balancing the pressures on both sides of the piston can be controlled. Therefore, depending on the shape and size of the opening at both ends of the communication hole, depending on the rotation angle of the rotating body, the high pressure region and the pressure resistant region may be short-circuited by the communication hole and the sealed chamber communication means. Can be easily eliminated with a valve.

また、本発明の第4の態様は、原料ガスと水とを低温及び高圧の下で反応させてガスハイドレートを生成する生成装置と、該生成装置の後段に設けられて高圧下のガスハイドレートの粉粒体を低圧化に移すための脱圧装置と、を備えたガスハイドレートの製造装置であって、前記脱圧装置は、前記第1の態様から第3の態様のいずれかに記載された脱圧装置より成ることを特徴とするものである。   In addition, a fourth aspect of the present invention includes a generation apparatus that generates a gas hydrate by reacting a raw material gas and water at low temperature and high pressure, and a gas hydride that is provided at a subsequent stage of the generation apparatus and is under high pressure. A gas hydrate production apparatus comprising: a depressurization device for transferring rate particles to low pressure, wherein the depressurization device is any one of the first to third aspects. It is characterized by comprising the described depressurization device.

本発明によれば、ガスハイドレート製造装置において、高圧下で生成されるガスハイドレート粒子を、脱圧しつつ安定して低圧領域に移送することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the gas hydrate manufacturing apparatus, the gas hydrate particle | grains produced | generated under high pressure can be stably transferred to a low pressure area | region, decompressing.

本発明によれば、回転体を一方向に回転することにより、前記連通孔の方向として前記高圧領域と前記低圧領域とを順次連通状態、非連通状態、再び連通状態に切り換え可能に構成されていると共に、当該連通孔内に設けられた前記ピストンが、非連通状態を経て再連通状態に至るときに最初の位置から反対側の位置に高圧領域の圧力を受けて移動する。これにより、連通孔内に入った粉粒体は当該ピストンの移動により、確実に低圧領域に押し出される。従って、回転体を回転しても当該ピストンによって常に高圧領域と低圧領域とは遮断状態を維持しており、しかも回転体を回転するだけで連通孔内に入り込んだ粉粒体がその都度低圧領域側に脱圧されてピストンによって押し出される。従って、二つの領域を互いの遮断状態を維持したまま脱圧と粉粒体の移送を自動的に行うことができる。   According to the present invention, by rotating the rotating body in one direction, the high-pressure region and the low-pressure region can be sequentially switched between a communication state, a non-communication state, and a communication state as the direction of the communication hole. In addition, when the piston provided in the communication hole reaches the re-communication state through the non-communication state, the piston moves from the initial position to the opposite position under the pressure of the high pressure region. Thereby, the granular material which entered the communication hole is surely pushed out to the low pressure region by the movement of the piston. Therefore, even if the rotating body is rotated, the high pressure region and the low pressure region are always kept in a disconnected state by the piston, and each time the rotating body is rotated, the powder particles that have entered the communication hole are in the low pressure region each time. It is depressurized to the side and pushed out by the piston. Therefore, it is possible to automatically perform the depressurization and the transfer of the granular material while keeping the two regions in a state of being cut off from each other.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る脱圧装置の要部断面図、図2は同脱圧装置の回転体回転当初の状態を示す要部断面図、図3は回転体の回転途中でピストンの両側の圧力均衡が図られた状態の要部断面図、図4は回転体が図1の状態から180°回転した状態を示す要部断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is a cross-sectional view of a main part of a depressurization apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing an initial state of rotation of the rotating body of the depressurizing apparatus, and FIG. FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view showing a state in which the pressure balance on both sides of the piston is balanced, and FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view showing a state in which the rotating body is rotated 180 degrees from the state of FIG.

本実施の形態に係る脱圧装置51は、高圧領域41から低圧領域42に粉粒体43を送る為に前記両領域の間に設けられる。脱圧装置51は、前記高圧領域41と前記低圧領域42とを連通可能な円筒形状の連通孔44と、該連通孔44内に往復移動可能に設けられたピストン45とを備えたほぼ円柱体構造の回転体50を備えている。そして、該回転体50を一方向、図1では時計方向に回転することにより、連通孔44の方向として前記高圧領域41と前記低圧領域42とを順次連通状態(図1、図2)、非連通状態(図3)、再び連通状態(図4)に切り換え可能に構成されている。   The depressurization device 51 according to the present embodiment is provided between the high pressure region 41 and the low pressure region 42 in order to send the powder particles 43. The depressurizing device 51 is a substantially cylindrical body provided with a cylindrical communication hole 44 capable of communicating the high pressure region 41 and the low pressure region 42 and a piston 45 provided in the communication hole 44 so as to be capable of reciprocating. A rotating body 50 having a structure is provided. Then, by rotating the rotating body 50 in one direction, clockwise in FIG. 1, the high pressure region 41 and the low pressure region 42 are sequentially communicated with each other as the direction of the communication hole 44 (FIGS. 1 and 2). The communication state (FIG. 3) and the communication state (FIG. 4) can be switched again.

但し、図1は連通孔44が連通状態の方向に位置しているが、該連通孔44にはピストン45が設けられているため、実際には連通しておらず、遮断されている。連通孔44の両端開口部にはリブ状のストッパ53A、53Bがそれぞれ設けられて、ピストン45の脱落を防止している。前記非連通状態(図3)のときに前記ピストン45の両側の密室46、47を連通させる密室連通手段が設けられている。該密室連通手段は、両密室46、47をつなげる連通路48と、該連通路48に設けられた開閉弁49とを備えている。   However, although the communication hole 44 is located in the direction of the communication state in FIG. 1, since the piston 45 is provided in the communication hole 44, the communication hole 44 is not actually communicated and is blocked. Ribbed stoppers 53A and 53B are provided at both ends of the communication hole 44 to prevent the piston 45 from falling off. Closed chamber communication means is provided for communicating the closed chambers 46 and 47 on both sides of the piston 45 in the non-communication state (FIG. 3). The closed chamber communication means includes a communication passage 48 that connects the two closed chambers 46 and 47, and an open / close valve 49 provided in the communication passage 48.

次に、上記実施の形態に係る脱圧装置の作用を説明する。
回転体50を一方向に回転することにより、前記連通孔44の方向として前記高圧領域41と前記低圧領域42とを順次連通状態、非連通状態、再び連通状態に切り換え可能に構成されていると共に、当該連通孔44内に設けられた前記ピストン45が、非連通状態を経て再連通状態に至るときに最初の位置から反対側の位置に高圧領域の圧力を受けて移動する。これにより、連通孔44内に入った粉粒体43は当該ピストン45の移動により、確実に低圧領域に押し出される。
Next, the operation of the decompression device according to the above embodiment will be described.
By rotating the rotating body 50 in one direction, the high-pressure region 41 and the low-pressure region 42 can be sequentially switched between a communication state, a non-communication state, and a communication state as the direction of the communication hole 44. When the piston 45 provided in the communication hole 44 reaches the recommunication state through the non-communication state, the piston 45 moves from the initial position to the opposite side position under the pressure of the high pressure region. Thereby, the granular material 43 that has entered the communication hole 44 is reliably pushed out to the low pressure region by the movement of the piston 45.

従って、回転体50を回転しても当該ピストン45によって常に高圧領域41と低圧領域42とは遮断状態を維持しており、しかも回転体50を回転するだけで連通孔54内に入り込んだ粉粒体43がその都度低圧領域側に脱圧されてピストン45によって押し出される。従って、二つの領域41、42を互いの遮断状態を維持したまま脱圧と粉粒体の移送を自動的に行うことができる。
非連通状態のときに前記ピストン45の両側の密室46、47を連通させる密室連通手段が設けられているので、高圧領域41と低圧領域42を非連通状態で連通孔44内のピストン45の両側46、47の圧力を均衡させることができ、その状態で回転体50が更に回転して高圧領域42と低圧領域41が連通孔44を介して連通することになるため、圧力の急激な変動による衝撃や脈動を抑えることができる。
Therefore, even if the rotating body 50 is rotated, the high pressure region 41 and the low pressure region 42 are always kept in a disconnected state by the piston 45, and the powder particles that have entered the communication hole 54 simply by rotating the rotating body 50. Each time the body 43 is depressurized to the low pressure region side, it is pushed out by the piston 45. Therefore, it is possible to automatically perform the depressurization and the transfer of the granular material while the two regions 41 and 42 are maintained in the mutually disconnected state.
Since closed chamber communication means for communicating the closed chambers 46 and 47 on both sides of the piston 45 in a non-communication state is provided, both sides of the piston 45 in the communication hole 44 are in a non-communication state with the high pressure region 41 and the low pressure region 42. The pressures 46 and 47 can be balanced, and in this state, the rotating body 50 further rotates and the high pressure region 42 and the low pressure region 41 communicate with each other through the communication hole 44. Impact and pulsation can be suppressed.

当該脱圧装置51を2系統以上用いて高圧領域41と低圧領域42を接続するようにすれば、各系統の各回転体50の回転に位相をつけることで、連続的な脱圧および粉粒体移送を実現することができる。   If two or more systems of the decompression device 51 are used to connect the high pressure region 41 and the low pressure region 42, continuous decompression and powder particles can be achieved by phasing the rotation of each rotating body 50 of each system. Body transfer can be realized.

図5は上記脱圧装置51を備えた本発明の一実施の形態に係るガスハイドレートの製造装置を示す概略構成図である。本実施の形態に係るガスハイドレートの製造装置は、原料ガスと水とを低温及び高圧の下で反応させて一次ガスハイドレート6を生成する第一生成部である第一生成器1と、生成した一次ガスハイドレート6を脱水する重力脱水装置2と、脱水一次ガスハイドレート7を均一な大きさに解砕する解砕機3と、解砕一次ガスハイドレート8と原料ガスとを再度反応させて高濃度の二次ガスハイドレート9を生成する第二生成部である第二生成器4とを備えて構成されている。前記解砕機3は、重力脱水装置2と第二生成器4との連結部である本実施の形態では円筒状の連結管5に設けられている。   FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a gas hydrate manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention provided with the above depressurization apparatus 51. The gas hydrate manufacturing apparatus according to the present embodiment includes a first generator 1 that is a first generation unit that generates a primary gas hydrate 6 by reacting a raw material gas and water under low temperature and high pressure, The gravity dehydration device 2 for dehydrating the generated primary gas hydrate 6, the pulverizer 3 for pulverizing the dehydrated primary gas hydrate 7 to a uniform size, the pulverized primary gas hydrate 8 and the raw material gas react again. And a second generator 4 that is a second generation unit that generates a high-concentration secondary gas hydrate 9. The crusher 3 is provided in a cylindrical connecting pipe 5 in the present embodiment, which is a connecting portion between the gravity dehydrator 2 and the second generator 4.

はじめに、第一生成器1及び第一生成工程について説明する。第一生成器1内は、公知の方法により、所定の温度及び圧力に調整され、原料ガスと原料水が第一生成器1に供給され、そこで一次ガスハイドレート6の生成反応を進行させる。本実施の形態では温度は1℃〜5℃、圧力は4MPa〜8MPa、好ましくは温度は2℃〜4℃、圧力は5MPa〜6MPaである。   First, the first generator 1 and the first generation process will be described. The inside of the first generator 1 is adjusted to a predetermined temperature and pressure by a known method, and raw material gas and raw water are supplied to the first generator 1, where the production reaction of the primary gas hydrate 6 proceeds. In this embodiment, the temperature is 1 ° C. to 5 ° C., the pressure is 4 MPa to 8 MPa, preferably the temperature is 2 ° C. to 4 ° C., and the pressure is 5 MPa to 6 MPa.

前記一次ガスハイドレート6の比重は水より小さいので水中を浮上し、スラリー化する。生成された一次ガスハイドレート6は、前記スラリー状態で第一生成器1外に抜き出され、続く重力脱水装置20による脱水工程に供される。スラリー状の一次ガスハイドレート6は、水分を多く含み、そのガスハイドレート含有量は約20wt%である。   Since the specific gravity of the primary gas hydrate 6 is smaller than that of water, the primary gas hydrate 6 floats in water and is slurried. The generated primary gas hydrate 6 is extracted out of the first generator 1 in the slurry state and is subjected to a subsequent dehydration step by the gravity dehydrator 20. The slurry-like primary gas hydrate 6 contains a large amount of moisture, and the gas hydrate content is about 20 wt%.

次に重力脱水装置20及び脱水工程について説明する。
第一生成器1から抜き出されたスラリー状態の一次ガスハイドレート6は、重力脱水装置20の脱水塔2に導入される。この脱水塔2は、その下部にスラリー導入部21が設けられ、中部には前記スラリー中の水を外部に排出する排水口22が設けられ、上部には脱水物の取り出し部23が設けられた縦長形状を成している。前記スラリー導入部21には第1生成器1からスラリーポンプ24を用いて一定の送り量でライン25を通って一次ガスハイドレート6のスラリーが送り込まれる。前記排水口22から流出した水は、ライン26を介して第一生成器1に戻されるようになっている。
Next, the gravity dehydrator 20 and the dehydration process will be described.
The primary gas hydrate 6 in the slurry state extracted from the first generator 1 is introduced into the dehydration tower 2 of the gravity dehydrator 20. This dehydration tower 2 is provided with a slurry introduction part 21 at the lower part, a drain port 22 for discharging water in the slurry to the outside is provided at the middle part, and a dehydration take-out part 23 is provided at the upper part. It has a vertically long shape. Slurry of the primary gas hydrate 6 is fed from the first generator 1 through the line 25 to the slurry introduction unit 21 using a slurry pump 24 at a constant feed rate. The water flowing out from the drain port 22 is returned to the first generator 1 through the line 26.

本発明では、前記脱水塔2内で前記スラリー中の固形分であるガスハイドレートによって形成されたベット30を上方に移動させるベット移動手段31を備えている。前記ベット移動手段31は、本実施の形態では、前記脱水塔2内に設けられ、該脱水塔2内の下部から上部に向かって移動可能で且つ水を透過可能なピストン32と、該ピストン32を設定速度で移動させる駆動機構33とを備え、前記ベット30が前記排水口22の位置を越えた後は、当該ピストン32によって前記ベット30を設定された一定速度で上方に移動させるように構成されている。ここで、前記駆動機構33は、ラック・ピニオン構造34と図示しない動力源を備えて構成されている。   In the present invention, a bed moving means 31 for moving the bed 30 formed by the gas hydrate which is solid content in the slurry in the dehydration tower 2 is provided. In the present embodiment, the bed moving means 31 is provided in the dehydration tower 2, and can move from the lower part to the upper part in the dehydration tower 2 and can pass water, and the piston 32. And a drive mechanism 33 that moves the bet 30 at a set speed, and after the bet 30 exceeds the position of the drain port 22, the piston 32 moves the bet 30 upward at a set constant speed. Has been. Here, the drive mechanism 33 includes a rack and pinion structure 34 and a power source (not shown).

脱水塔2を上昇して脱水された一次ガスハイドレート7(以下、脱水一次ガスハイドレートと称する)のベット30は、脱水塔2の上部の取り出し部23に押し上げられる。脱水一次ガスハイドレート7のガスハイドレート含有量は約50wt%である。
この脱水一次ガスハイドレート7を更に後段の第二生成器4内でガスと接触させて反応させることにより、ガスハイドレート含有量を高め、ガス包蔵量の大きな、高濃度の二次ガスハイドレート9を得ることができる。
The bed 30 of the primary gas hydrate 7 (hereinafter referred to as dehydrated primary gas hydrate) dehydrated by raising the dehydration tower 2 is pushed up to the take-out portion 23 at the top of the dehydration tower 2. The gas hydrate content of the dehydrated primary gas hydrate 7 is about 50 wt%.
The dehydrated primary gas hydrate 7 is further brought into contact with the gas in the second generator 4 at the subsequent stage to react with the gas, thereby increasing the gas hydrate content and increasing the gas storage amount and the high concentration secondary gas hydrate. 9 can be obtained.

次に、解砕機と解砕工程について説明する。解砕工程に用いられる解砕機3は、脱水塔2と第二生成器4との間の連結管5に設けられ、第二生成器4への導入口11の近傍に設けられたメッシュ部12と、軸13の先端に掻集作用板14を備えた掻集部15とを備えて構成されている。前記メッシュ部12は、第二生成器4への導入口11の直前に設けられている。該メッシュ部12のメッシュは2〜5mmであることが好ましい。   Next, the crusher and the crushing process will be described. The crusher 3 used in the crushing step is provided in the connecting pipe 5 between the dehydration tower 2 and the second generator 4, and is provided in the vicinity of the inlet 11 to the second generator 4. And a scraping portion 15 having a scraping action plate 14 at the tip of the shaft 13. The mesh portion 12 is provided immediately before the introduction port 11 to the second generator 4. The mesh of the mesh portion 12 is preferably 2 to 5 mm.

前記掻集作用板14は、脱水塔2の取り出し部23を通り、前記メッシュ部12との間を軸方向に往復動可能に構成されている。該軸13は、連結管5の外部から、手動または公知の動力装置(図示せず)によって、操作することができる構造である。   The scraping action plate 14 passes through the take-out portion 23 of the dehydration tower 2 and is configured to be capable of reciprocating in the axial direction between the mesh portion 12. The shaft 13 has a structure that can be operated from the outside of the connecting pipe 5 manually or by a known power unit (not shown).

解砕工程について説明する。
まず、脱水塔2の取り出し部23に押し上げられた脱水一次ガスハイドレート7を、前記掻集部15の掻集作用板14を連結管5の底部に沿ってスライドさせることによって掻集し、前記メッシュ部12側へ押し集める。該脱水一次ガスハイドレート7は、該メッシュ部12を通過させることによって均一な粒径に解砕される。この解砕動作を繰り返すことによって、均一な粒径の解砕一次ガスハイドレート8が第二生成器4に供給される。
The crushing process will be described.
First, the dehydrated primary gas hydrate 7 pushed up to the take-out part 23 of the dehydration tower 2 is collected by sliding the collecting action plate 14 of the collecting part 15 along the bottom of the connecting pipe 5, Push to the mesh part 12 side. The dehydrated primary gas hydrate 7 is crushed to a uniform particle size by passing through the mesh portion 12. By repeating this crushing operation, the pulverized primary gas hydrate 8 having a uniform particle size is supplied to the second generator 4.

次に、第二生成器4および第二生成工程について説明する。
前記解砕工程によって解砕された解砕一次ガスハイドレート8は、メッシュ部12の下流側の導入口11から、第二生成器4に供給される。第二生成器4では、ガスハイドレート含有量が約50wt%である前記解砕一次ガスハイドレート8に、原料ガスをブローして流動化させ、解砕一次ガスハイドレート8の残存水と原料ガスとを再反応させ、高濃度の二次ガスハイドレート9を生成させる第二生成工程が行われる。
該第二生成工程によって、ガスハイドレート含有量が約90wt%の高濃度の二次ガスハイドレート9を得ることができる。生成した二次ガスハイドレート9は、スクリューコンベア17で次工程のペレタイザ35に送られる。ペレタイザ35で約20mmのペレットに成形され、過冷却装置36に送られる。この過冷却装置36で−20℃に冷却される。
Next, the second generator 4 and the second generation process will be described.
The pulverized primary gas hydrate 8 crushed by the pulverization step is supplied to the second generator 4 from the inlet 11 on the downstream side of the mesh portion 12. In the second generator 4, the raw gas is blown and fluidized into the pulverized primary gas hydrate 8 having a gas hydrate content of about 50 wt%, and the residual water and raw material of the pulverized primary gas hydrate 8 are supplied. A second generation step is performed in which the gas is re-reacted to generate a high concentration secondary gas hydrate 9.
By the second generation step, a high concentration secondary gas hydrate 9 having a gas hydrate content of about 90 wt% can be obtained. The generated secondary gas hydrate 9 is sent to the pelletizer 35 of the next process by the screw conveyor 17. It is formed into pellets of about 20 mm by the pelletizer 35 and sent to the supercooling device 36. The subcooling device 36 cools to −20 ° C.

次いで、当該脱圧装置51にライン38を通って送られる。該脱圧装置51で大気圧まで脱圧されたペレット(粉粒体43)はライン39を通って貯蔵タンク37に送られる。該貯蔵タンク37は−20℃、大気圧である。   Subsequently, it is sent to the decompression device 51 through the line 38. Pellets (powder particles 43) depressurized to atmospheric pressure by the depressurizer 51 are sent to the storage tank 37 through the line 39. The storage tank 37 is at −20 ° C. and atmospheric pressure.

これにより、ガスハイドレート製造装置において、高圧下(約5MPa)で生成されるガスハイドレート粒子を、脱圧しつつ安定して低圧領域に移送することができる。   Thereby, in the gas hydrate production apparatus, the gas hydrate particles generated under high pressure (about 5 MPa) can be stably transferred to the low pressure region while depressurizing.

本発明は、高圧領域から低圧領域に粉粒体を送る為に前記両領域の間に設けられる脱圧装置およびガスハイドレートの製造装置に利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a depressurization apparatus and a gas hydrate manufacturing apparatus provided between the high pressure region and the low pressure region to send powder particles.

本発明の実施の形態に係る脱圧装置の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the decompression apparatus which concerns on embodiment of this invention. 同脱圧装置の回転体回転当初の状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the state at the time of the rotation body rotation of the said decompression device. 回転体の回転途中でピストンの両側の圧力均衡が図られた状態の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the state by which the pressure balance of the both sides of a piston was achieved in the middle of rotation of a rotary body. 回転体が図1の状態から180°回転した状態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows the state which the rotary body rotated 180 degrees from the state of FIG. 本発明の実施の形態に係る脱圧装置を備えた本発明の一実施の形態に係るガスハイドレートの製造装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the manufacturing apparatus of the gas hydrate which concerns on one embodiment of this invention provided with the decompression apparatus which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 第一生成器、 2 脱水塔、 3 解砕機、 4 第二生成器、 5 連結管、 6 一次ガスハイドレート、 7 脱水一次ガスハイドレート、 8 解砕一次ガスハイドレート、 9 二次ガスハイドレート、 11 導入口、 12 メッシュ部、 13 軸部、 14 掻集作用板、 15 掻集部、 18 スクリューコンベア、 20 重力脱水装置、 21 スラリー導入部、 22 排水口、 23 取り出し部、 24 スラリーポンプ、 25、26 ライン、 30 ベット、 31 ベット移動手段、 32 ピストン、 33 駆動機構、 34 ラック・ピニオン構造、 35 ペレタイザ、 36 過冷却装置、 37 貯蔵タンク、 38、39 ライン、 41 高圧領域、 42 低圧領域、 43 粉粒体、 44 連通孔、 45 ピストン、 46、47 密室、 48 連通路、 49 開閉弁、 50 回転体、 51 脱圧装置   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st generator, 2 Dehydration tower, 3 Crusher, 4 Second generator, 5 Connection pipe, 6 Primary gas hydrate, 7 Dehydrated primary gas hydrate, 8 Crush primary gas hydrate, 9 Secondary gas hydrate Rate, 11 inlet, 12 mesh part, 13 shaft part, 14 scraping action plate, 15 scraping part, 18 screw conveyor, 20 gravity dehydrator, 21 slurry introducing part, 22 drainage port, 23 takeout part, 24 slurry pump 25, 26 line, 30 bed, 31 bed moving means, 32 piston, 33 drive mechanism, 34 rack and pinion structure, 35 pelletizer, 36 supercooling device, 37 storage tank, 38, 39 line, 41 high pressure area, 42 low pressure Area, 43 powder, 44 communication hole, 45 piston, 46, 47 Closed chamber, 48 Communication path, 49 Open / close valve, 50 Rotating body, 51 Depressurization device

Claims (4)

高圧領域から低圧領域に粉粒体を送る為に前記両領域の間に設けられる脱圧装置であって、
前記高圧領域と前記低圧領域とを連通可能な連通孔と、該連通孔内に往復移動可能に設けられたピストンとを備えた回転体を備え、
該回転体を一方向に回転することにより、前記連通孔の方向として前記高圧領域と前記低圧領域とを順次連通状態、非連通状態、再び連通状態に切り換え可能に構成されていることを特徴とする脱圧装置。
A depressurization device provided between the two regions to send the granular material from the high pressure region to the low pressure region,
A rotating body including a communication hole capable of communicating the high pressure region and the low pressure region, and a piston provided in the communication hole so as to be reciprocally movable;
By rotating the rotating body in one direction, the high-pressure region and the low-pressure region can be sequentially switched to a communication state, a non-communication state, and a communication state as the direction of the communication hole. Depressurization device.
請求項1に記載の脱圧装置において、前記非連通状態のときに前記ピストンの両側の密室を連通させる密室連通手段が設けられていることを特徴とする脱圧装置。   2. The depressurization apparatus according to claim 1, further comprising closed chamber communication means for communicating closed chambers on both sides of the piston in the non-communication state. 請求項2に記載の脱圧装置において、前記密室連通手段は、両密室をつなげる連通路と、該連通路に設けられた開閉弁とを備えていることを特徴とする脱圧装置。   3. The depressurization apparatus according to claim 2, wherein the closed chamber communication means includes a communication path that connects the two closed chambers, and an on-off valve provided in the communication path. 原料ガスと水とを低温及び高圧の下で反応させてガスハイドレートを生成する生成装置と、該生成装置の後段に設けられて高圧下のガスハイドレートの粉粒体を低圧化に移すための脱圧装置と、を備えたガスハイドレートの製造装置であって、
前記脱圧装置は、請求項1から3のいずれか1項に記載された脱圧装置より成ることを特徴とするガスハイドレートの製造装置。
A generator for reacting a raw material gas and water under low temperature and high pressure to generate gas hydrate, and a gas hydrate powder under high pressure that is provided downstream of the generator to move to low pressure A gas hydrate production apparatus comprising:
The said depressurization apparatus consists of the depressurization apparatus described in any one of Claim 1 to 3, The manufacturing apparatus of the gas hydrate characterized by the above-mentioned.
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