JP2009029946A - Concentration measuring method for gas hydrate, and device therefor - Google Patents

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正浩 高橋
Hisashi Nobunaga
尚志 延永
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伸靖 神田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a concentration measuring method for a gas hydrate in a manufacturing device for the gas hydrate, measuring a generated concentration of the gas hydrate in line and in situ, in the manufacturing device for manufacturing the gas hydrate by bringing raw gas into gas-liquid contact with raw water. <P>SOLUTION: A densitometer K1 for measuring the concentration of the gas hydrate is provided in a slurry pipe L2 for transferring slurry generated by a generation means, in the manufacturing device for the gas hydrate having the generation means for generating the slurry comprising the gas hydrate and unreacted water, by introducing the raw gas G1 and the raw water W1 into a generator 1 held at prescribed pressure and at a prescribed temperature, to react each other. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスハイドレートの製造装置におけるガスハイドレート濃度測定装置、より詳しくは、メタン等の原料ガスと原料水とを所定の圧力と温度で反応させてガスハイドレートと未反応の水とよりなるスラリーを生成するガスハイドレート製造装置において、前記スラリー中のガスハイドレートの濃度を測定することを特徴とするガスハイドレートの製造装置におけるガスハイドレート濃度測定装置に関するものである。   The present invention relates to a gas hydrate concentration measuring device in a gas hydrate production apparatus, more specifically, a gas hydrate and unreacted water by reacting a raw material gas such as methane with raw water at a predetermined pressure and temperature. In the gas hydrate manufacturing apparatus which produces | generates the slurry which consists of this, It relates to the gas hydrate concentration measuring apparatus in the gas hydrate manufacturing apparatus characterized by measuring the density | concentration of the gas hydrate in the said slurry.

近年、クリーンなエネルギー源として、メタ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を効率よく輸送し又は貯蔵するためこの天然ガスと原料水とを反応させてガスハイドレートを製造することが知られている。   In recent years, natural gas mainly composed of methane has attracted attention as a clean energy source. In order to efficiently transport or store such natural gas, it is known to produce gas hydrate by reacting the natural gas and raw water.

ガスハイドレートの製造方法としては、原料水中に原料ガスを吹き込みながら攪拌する気液攪拌方式(例えば、特許文献1)と、原料ガス中に原料水を噴霧する水スプレー方式(例えば、特許文献2)がある。これら気液攪拌方式や水スプレー方式により生成したガスハイドレートは、粉末状であり、かつ未反応の水と混合したスラリーとして生成される。さらに好ましくは、このスラリーを後流側に配置された脱水装置で未反応水とガスハイドレートとを分離して比較的含水率の低いガスハイドレートが製造される。   As a method for producing gas hydrate, a gas-liquid stirring method (for example, Patent Document 1) that stirs while blowing a raw material gas into raw material water, and a water spray method (for example, Patent Document 2) that sprays raw material water into the raw material gas. ) The gas hydrate produced by the gas-liquid stirring method or water spray method is in the form of a powder and is produced as a slurry mixed with unreacted water. More preferably, unreacted water and gas hydrate are separated from the slurry by a dehydrator arranged on the downstream side to produce a gas hydrate having a relatively low water content.

このようなガスハイドレート製造装置においては、スラリー中のガスハイドレートの濃度を知ることは装置の運転状態を把握する上で重要である。そして、スラリー中のガスハイドレートの濃度を測定する方法として、通常、作業者がスラリーの一部をサンプリング管等で取り出し、このサンプルを分析することが行われている。   In such a gas hydrate production apparatus, knowing the concentration of gas hydrate in the slurry is important for grasping the operation state of the apparatus. As a method for measuring the concentration of gas hydrate in the slurry, an operator usually takes out a part of the slurry with a sampling tube or the like and analyzes the sample.

他方、特許文献3には、液の導電率を測定することにより炭酸ガスハイドレートの生成状態を把握することができると記載されている。
特開2000−302701号公報 特開2000−264852号公報 特開2002−273205号公報
On the other hand, Patent Document 3 describes that the production state of carbon dioxide hydrate can be grasped by measuring the electrical conductivity of the liquid.
JP 2000-302701 A JP 2000-264852 A JP 2002-273205 A

ところで、前述のガスハイドレートをサンプリングしてその濃度を測定する方法は、非連続的なバッチ操作であり、かつオフライン計測であり、さらに、ガスハイドレート濃度の測定結果を得るためには長時間(例えば、1〜2時間)が必要になっていた。また、手作業を伴うためガスハイドレート濃度の測定値にばらつきが生じるおそれがあった。   By the way, the above-mentioned method for sampling the gas hydrate and measuring its concentration is a discontinuous batch operation and is an off-line measurement. Further, in order to obtain the measurement result of the gas hydrate concentration, it takes a long time. (E.g., 1-2 hours) was required. In addition, since manual work is involved, there is a possibility that the measured value of the gas hydrate concentration may vary.

一方、特許文献3の方法によれば、導電率により炭酸ガスハイドレートの生成を検知することはできるが、ガスハイドレートの濃度を定量するための具体的な方法は開示されていないことから、濃度の定量は困難であると予想される。   On the other hand, according to the method of Patent Document 3, it is possible to detect the production of carbon dioxide hydrate by conductivity, but since a specific method for quantifying the concentration of gas hydrate is not disclosed, Concentration quantification is expected to be difficult.

本発明は、前記したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、次のように構成されている。   The present invention has been made to solve the conventional problems as described above, and is configured as follows.

1)所定の圧力と温度を保持している生成器に原料ガスと原料水とを導入して反応させ、ガスハイドレートと未反応水とよりなるスラリーを生成する生成手段を有するガスハイドレートの製造装置において、前記生成手段にて生成したスラリーを移送するスラリー管にガスハイドレートの濃度を計測する濃度計を設けたことを特徴とする。 1) A gas hydrate having a generating means for generating a slurry composed of gas hydrate and unreacted water by introducing and reacting a raw material gas and raw water into a generator holding a predetermined pressure and temperature. In the manufacturing apparatus, a concentration meter for measuring a concentration of gas hydrate is provided in a slurry tube for transferring the slurry generated by the generating means.

2)前記スラリー管の一部を小径管に絞り、該小径管部にガスハイドレートの濃度を計測する濃度計を設けたことを特徴とする。 2) A part of the slurry pipe is narrowed down to a small diameter pipe, and a densitometer for measuring the concentration of gas hydrate is provided in the small diameter pipe portion.

3)前記スラリー管にスクリューポンプを配置し、該スクリューポンプの吐出側にガスハイドレートの濃度を計測する濃度計を設けたことを特徴とする。 3) A screw pump is disposed in the slurry tube, and a concentration meter for measuring the concentration of gas hydrate is provided on the discharge side of the screw pump.

4)前記スラリー管の一部を略垂直に形成した立ち上がり部を設け、該立ち上がり部にガスハイドレートの濃度を計測する濃度計を設けたことを特徴とする。 4) A rising portion in which a part of the slurry tube is formed substantially vertically is provided, and a concentration meter for measuring the concentration of gas hydrate is provided in the rising portion.

5)前記濃度計の計測したガスハイドレートの濃度の信号により前記生成器内の圧力又は温度の少なくとも何れか一方を制御することを特徴とする。 5) It is characterized in that at least one of pressure and temperature in the generator is controlled by a gas hydrate concentration signal measured by the densitometer.

6)前記濃度計が近赤外線分光分析計であることを特徴とする。 6) The densitometer is a near-infrared spectrometer.

(a)スラリーのサンプルを静置した状態で測定するとハイドレートスラリー中のハイドレートと未反応水とが分離してしまうのに対し、本発明はスラリー管の中を移送されるスラリーの濃度を直接測定するので、正確なハイドレート濃度を連続的かつリアルタイムに直接計測することができる。 (A) The hydrate and unreacted water in the hydrate slurry are separated when the slurry sample is measured in a stationary state, whereas the present invention determines the concentration of the slurry transferred in the slurry tube. Since direct measurement is performed, accurate hydrate concentration can be directly measured continuously and in real time.

(b)濃度計によりスラリーの濃度を連続して計測することができる上に、その計測された計測値はリアルタイムに把握されるので、下流側の工程における運転条件等を予め設定でき、運転効率が向上する。しかも、運転条件等を予め設定することで、均一な品質のガスハイドレート製品(例えば、圧縮成型されたペレット等)を安定的に生産することができる。 (B) The concentration of the slurry can be continuously measured by the densitometer, and the measured value is grasped in real time, so that the operating conditions and the like in the downstream process can be set in advance, and the operating efficiency Will improve. Moreover, by setting the operating conditions and the like in advance, it is possible to stably produce gas hydrate products of uniform quality (for example, compression-molded pellets).

(c)スラリー管に絞り部を設け、この絞り部に濃度計を取り付けたため、この絞り部でのスラリーの混合がより一層促進されることとなる。そのため、スラリー中のガスハイドレートはより一層均一に分布することとなり、その結果、一層正確にガスハイドレートの濃度を測定することができる。 (C) Since the throttle part is provided in the slurry tube and the densitometer is attached to the throttle part, mixing of the slurry at the throttle part is further promoted. Therefore, the gas hydrate in the slurry is more uniformly distributed, and as a result, the concentration of the gas hydrate can be measured more accurately.

(d)スラリー管の一部にスラリーポンプを配置し、このスラリーポンプの吐出側に濃度計を取り付けたため、該スラリーポンプにより積極的にスラリーが攪拌混合される。そのため、スラリー中のガスハイドレートはよりさらに一層均一に分布することとなる。従って、より一層正確なガスハイドケート濃度を測定することが出来る。 (D) Since the slurry pump is disposed in a part of the slurry pipe and the concentration meter is attached to the discharge side of the slurry pump, the slurry is positively stirred and mixed by the slurry pump. Therefore, the gas hydrate in the slurry is more evenly distributed. Therefore, a more accurate gas hydrate concentration can be measured.

(e)スラリー管に垂直部を設け、この垂直部に濃度計を取り付けたため、この垂直部を流れるスラリーは、未反応水との分離が抑制される。その結果、正確にガスハイドレートの濃度を測定することができる。 (E) Since a vertical portion is provided in the slurry tube and a densitometer is attached to the vertical portion, separation of the slurry flowing through the vertical portion from unreacted water is suppressed. As a result, the concentration of gas hydrate can be measured accurately.

(f)スラリー中のガスハイドレート濃度をリアルタイムにその場測定することができるので、計測された濃度信号により生成器内の圧力や温度の少なくとも一方を制御することができ、生成器の運転を自動化することができる。結果、ガスハイドレートの製造効率が向上する。 (F) Since the gas hydrate concentration in the slurry can be measured on the spot in real time, at least one of the pressure and temperature in the generator can be controlled by the measured concentration signal, and the operation of the generator can be controlled. Can be automated. As a result, the production efficiency of gas hydrate is improved.

(g)濃度計として近赤外線分光分析計を用いたので、ガスハイドレートの濃度測定が迅速かつ正確になされる。従って、生成器の安定した運転と効率的なガスハイドレートの製造が可能になる。 (G) Since a near-infrared spectrometer is used as the densitometer, the gas hydrate concentration can be measured quickly and accurately. Accordingly, stable operation of the generator and efficient gas hydrate production are possible.

以下、図1乃至図5に基づき本発明によるガスハイドレート製造装置におけるガスハイドレート濃度測定装置の実施態様について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a gas hydrate concentration measuring apparatus in a gas hydrate manufacturing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.

(実施例1)
図1は、本発明に係るガスハイドレートの濃度測定装置を備えたガスハイドレート製造装置の概略構成図である。この図1に示すようなガスハイドレート製造装置は、気液攪拌方式によるガスハイドレートの生成器1が用いられている。この生成器1は、耐圧容器5と、この耐圧容器5内の原料水を冷却する熱交換器7、耐圧容器5の内部に配置された攪拌翼6a及びガス噴出管9(スパージャ)と、攪拌翼6aが設けられた軸6bを回転させる電動機等の駆動機M1とより構成されている。
Example 1
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a gas hydrate production apparatus equipped with a gas hydrate concentration measuring apparatus according to the present invention. The gas hydrate production apparatus as shown in FIG. 1 uses a gas hydrate generator 1 using a gas-liquid stirring method. The generator 1 includes a pressure vessel 5, a heat exchanger 7 that cools the raw water in the pressure vessel 5, a stirring blade 6 a and a gas ejection pipe 9 (sparger) disposed inside the pressure vessel 5, It comprises a drive machine M1 such as an electric motor for rotating a shaft 6b provided with blades 6a.

また、前記生成器1には、メタン等の原料ガスG1を導入するガス供給ラインL5と、原料水W1を導入する水供給ラインL6と、ガス循環ブロワB1を有する原料ガスG1のガス循環ラインL1と、熱交換器7を有するブライン循環ラインL10と、後述する脱水塔2にそれぞれ一端が接続されたスラリーラインL2及び未反応の水W2の戻しラインL3がそれぞれ接続されている。前記スラリーラインL2にはスラリーポンプP1が設けられており、戻しラインL3にはポンプP2が設けられている。さらにスラリーラインL2にはスラリー循環ラインL2Rが設けられている。   Further, the generator 1 includes a gas supply line L5 for introducing a raw material gas G1 such as methane, a water supply line L6 for introducing a raw material water W1, and a gas circulation line L1 for the raw material gas G1 having a gas circulation blower B1. The brine circulation line L10 having the heat exchanger 7, the slurry line L2 having one end connected to the dehydration tower 2 described later, and the return line L3 of the unreacted water W2 are respectively connected. The slurry line L2 is provided with a slurry pump P1, and the return line L3 is provided with a pump P2. Further, a slurry circulation line L2R is provided in the slurry line L2.

また、前記スラリーラインL2には、インライン計測形濃度計K1が取り付けられ、図3に示すように、濃度計K1の計測した濃度の信号V1は、演算装置40に入力されるようになっている。演算装置40は、演算器41と記憶装置43と比較器42より構成され、44は表示器、45は出力部、46は制御信号送信器であり、この制御器により作成された信号V5により攪拌機6の駆動装置M1の回転速度やスラリー循環量を調整するようになっている。   Further, an in-line measurement type densitometer K1 is attached to the slurry line L2, and the concentration signal V1 measured by the densitometer K1 is input to the arithmetic unit 40 as shown in FIG. . The computing device 40 comprises a computing device 41, a storage device 43, and a comparator 42, 44 is a display, 45 is an output unit, and 46 is a control signal transmitter. The rotational speed of the driving device M1 and the amount of slurry circulation are adjusted.

前記濃度計K1は近赤外線分光分析装置であり、例えば、防爆等級がExd IIB T4以上の耐圧防爆構造のものを使用し、メタンガス等の爆発性ガスを原料ガスとして使用するガスハイドレートの製造装置において安全に使用できるようになっている。また、ガスハイドレートに波長の異なる少なくとも2つの光線を照射し、ガスハイドレートからの反射光を検出器に集光してこのガスハイドレートに含まれる未反応水の濃度に応じた赤外線の吸収量から含水量を計測している。よって、応答性がよく、計測時間が非常に短いという特徴がある。   The densitometer K1 is a near-infrared spectroscopic analyzer, for example, a gas hydrate manufacturing apparatus that uses an explosion-proof explosion-proof structure with an explosion-proof grade Exd IIB T4 or higher and uses an explosive gas such as methane gas as a raw material gas. Can be used safely. In addition, the gas hydrate is irradiated with at least two light beams having different wavelengths, and the reflected light from the gas hydrate is condensed on a detector to absorb infrared rays according to the concentration of unreacted water contained in the gas hydrate. The water content is measured from the amount. Therefore, the response is good and the measurement time is very short.

この濃度計K1で計測されたガスハイドレートスラリーSに含まれるガスハイドレートh1の濃度は信号V1として出力され、この信号V1が演算装置40を構成する演算器41に入力されここでその濃度d1が求められるようになっている。そして、この濃度d1は、比較器42に入力され、記憶装置43に予め入力されている所定の濃度d2と比較され、必要に応じてその結果が表示器44や出力部45に出力されるようになっている。また、前記比較器42から出力された信号V4が制御信号送信器46に入力され、この信号V4に基づいて生成器1の駆動機M1を制御する制御信号V5が制御信号送信器46より出力されるようになっている。   The concentration of the gas hydrate h1 contained in the gas hydrate slurry S measured by the densitometer K1 is output as a signal V1, and this signal V1 is input to the calculator 41 constituting the calculation device 40, where the concentration d1 Is now required. The density d1 is input to the comparator 42, compared with a predetermined density d2 input in advance in the storage device 43, and the result is output to the display 44 and the output unit 45 as necessary. It has become. A signal V4 output from the comparator 42 is input to the control signal transmitter 46, and a control signal V5 for controlling the driving machine M1 of the generator 1 based on the signal V4 is output from the control signal transmitter 46. It has become so.

前記脱水塔2は、筒状本体11で構成され、上部に排水孔11aが設けられるとともにこの排水孔11aを覆いかつ筒状本体11の周囲に排水室12が形成されている。そして、この脱水塔2には、前記したスラリーラインL2と未反応の水W2の戻しラインL3と、ガスハイドレートh1の取り出しラインL4とが接続されると共に、排水室12に排気管L7が取り付けられている。   The dehydration tower 2 is constituted by a cylindrical main body 11, a drain hole 11 a is provided in the upper portion, the drain hole 11 a is covered, and a drain chamber 12 is formed around the cylindrical main body 11. The dehydration tower 2 is connected to the slurry line L2, the return line L3 of the unreacted water W2, and the extraction line L4 of the gas hydrate h1, and an exhaust pipe L7 is attached to the drain chamber 12. It has been.

前記排気管L7から排水室12内のガスG2を排気ラインL7より排気するようになっており、この排水室12内の圧力A2は、脱水塔2内の圧力A1より低くなっている。そのため、排水孔11aより未反応水W2が排水室12側から吸引されて効率よく排水されるようになっている。   The gas G2 in the drainage chamber 12 is exhausted from the exhaust line L7 through the exhaust pipe L7, and the pressure A2 in the drainage chamber 12 is lower than the pressure A1 in the dehydration tower 2. Therefore, the unreacted water W2 is sucked from the drainage chamber 12 side through the drainage hole 11a and drained efficiently.

脱水塔2にて脱水されたガスハイドレートh2は、ホッパー22内にスクリュー式移送装置21を備えた一対の成型ロール23a,23bからなる圧縮成型機3に供給されるようになっており、この成型機3において、成型ロール23a,23bの表面に形成された成型凹部(図示せず)にガスハイドレートh2が充填され、このロール23a,23bの回転と共に圧縮されてペレット状に成型されるようになっている。このようにして成型されたガスハイドレートペレットh3は、図示しない貯槽に移送され、貯蔵されるようになっている。   The gas hydrate h2 dehydrated in the dehydration tower 2 is supplied to a compression molding machine 3 including a pair of molding rolls 23a and 23b provided with a screw type transfer device 21 in a hopper 22. In the molding machine 3, the gas hydrate h2 is filled in molding recesses (not shown) formed on the surfaces of the molding rolls 23a and 23b, and compressed with the rotation of the rolls 23a and 23b to be molded into pellets. It has become. The gas hydrate pellets h3 thus molded are transferred to a storage tank (not shown) and stored.

このように構成されたガスハイドレート製造装置において、所定の温度と圧力、例えば、圧力が3〜10MPa、温度が0〜10℃の範囲から選択された所定の圧力A1と温度T1が保持されている生成器1の耐圧容器5内にガス供給ラインL5から原料ガスG1と、水供給ラインL6から原料水W1とがそれぞれ導入される。そして、原料ガスG1は、ガス循環ブロワB1によりガス循環ラインL1を経てスパージャ9に供給され、ここから原料水W1中に噴出され駆動機M1により回転される攪拌翼6aにより攪拌されてガスハイドレートと未反応の水W2とよりなるスラリーS1(混合ハイドレート)が生成される。   In the gas hydrate manufacturing apparatus configured as described above, a predetermined temperature and pressure, for example, a predetermined pressure A1 and a temperature T1 selected from the range of 3 to 10 MPa and a temperature of 0 to 10 ° C. are maintained. The raw material gas G1 from the gas supply line L5 and the raw water W1 from the water supply line L6 are respectively introduced into the pressure vessel 5 of the generator 1 that is installed. The raw material gas G1 is supplied to the sparger 9 via the gas circulation line L1 by the gas circulation blower B1, and is stirred from the raw water W1 by the stirring blade 6a rotated by the driving machine M1 and gas hydrate. And a slurry S1 (mixed hydrate) composed of unreacted water W2.

このガスハイドレートの生成工程において発生する反応熱は、ブライン循環ラインL10に設けられた熱交換器7により除去され、耐圧容器5内は選択された所定の温度T1に保持されている。   The reaction heat generated in the gas hydrate generation process is removed by the heat exchanger 7 provided in the brine circulation line L10, and the inside of the pressure resistant vessel 5 is maintained at the selected predetermined temperature T1.

このようにして生成されたスラリーSは、スラリーポンプP1によりスラリーラインL2を経て脱水塔2に供給され、この脱水塔2内を上昇する過程において排水孔11aで未反応の水W2が排水されてガスハイドレート含有率が高められたガスハイドレートh2が生成される。   The slurry S thus produced is supplied to the dehydration tower 2 via the slurry line L2 by the slurry pump P1, and unreacted water W2 is drained through the drain holes 11a in the process of rising in the dehydration tower 2. A gas hydrate h2 having an increased gas hydrate content is generated.

このスラリーラインL2は、図2に示す如く、ラインL2が絞られて小径管4が形成され、更に、この小径管4には前述のガスハイドレートh1の濃度を計測する濃度計K1が備えられている。   As shown in FIG. 2, the slurry line L2 is formed by narrowing the line L2 to form a small-diameter pipe 4. Further, the small-diameter pipe 4 is provided with a concentration meter K1 for measuring the concentration of the gas hydrate h1. ing.

前記スラリーラインL2において、小径管4内のスラリーSの流速が通常の管の箇所の2〜5倍程度となるように両管の内径比を設定するのが好ましい。但し、生産量が多く移送速度が速い場合や生産量が少なくて移送速度が遅い場合などもあるので、これに限定されるものではない。また、図示しない流速計を小径管4に設け、所定の範囲の流速となるように管理することもできる。   In the slurry line L2, it is preferable to set the inner diameter ratio between the two tubes so that the flow rate of the slurry S in the small-diameter tube 4 is about 2 to 5 times that of a normal tube. However, there is a case where the production amount is large and the transfer speed is high, or the production amount is small and the transfer speed is low. In addition, a flow meter (not shown) may be provided in the small diameter tube 4 so that the flow rate is in a predetermined range.

そして、この小径管4により、スラリーS中のガスハイドレートh1と未反応水w2とがその比重差により分離することが防止されていると共に、高速で試料が濃度計K1の計測プローブ部を通過するので、平均的な濃度を計測することができるのである。   The small-diameter tube 4 prevents the gas hydrate h1 and unreacted water w2 in the slurry S from being separated due to the difference in specific gravity, and the sample passes through the measurement probe portion of the densitometer K1 at high speed. As a result, the average concentration can be measured.

つまり、下流側の装置(例えば、脱水塔)の処理速度が比較的穏やかな場合、スラリーSの移送速度は低速となり、濃度計K1の計測するガスハイドレートh1の濃度が部分的となりやすいが、管路を縮小することで流速を高速としたので、より平均的な濃度を測定することができるようになり、計測誤差が小さくなるのである。   That is, when the processing speed of the downstream apparatus (for example, the dehydration tower) is relatively gentle, the transfer speed of the slurry S becomes low, and the concentration of the gas hydrate h1 measured by the densitometer K1 tends to become partial. Since the flow rate is increased by reducing the pipe line, it becomes possible to measure a more average concentration, and the measurement error is reduced.

そして、この濃度計K1からの信号V1が制御装置40を構成する演算器41に入力され、スラリーS1中のガスハイドレートh1の濃度d1が求められる。この濃度d1の信号V2が比較器42に入力され、記憶装置43に予め記憶させた所定の濃度d2の信号V3と比較される。前記濃度d1(計測値)が所定の濃度d2(設定値)の範囲を外れたときに制御信号作成器46に信号V4が入力され、ここで制御信号V5が作成される。この制御信号V5により生成器1の駆動機M1の回転数が制御される。   Then, the signal V1 from the concentration meter K1 is input to the calculator 41 that constitutes the control device 40, and the concentration d1 of the gas hydrate h1 in the slurry S1 is obtained. The signal V2 having the density d1 is input to the comparator 42 and compared with the signal V3 having a predetermined density d2 stored in the storage device 43 in advance. When the density d1 (measured value) is out of the range of the predetermined density d2 (set value), the signal V4 is input to the control signal generator 46, where the control signal V5 is generated. The rotational speed of the driving machine M1 of the generator 1 is controlled by the control signal V5.

すなわち、計測された濃度d1が設定濃度d2より高いときは、生成器1内の攪拌速度を速くするのである。計測された濃度d1が設定濃度d2より低いときは、前記と逆の制御が行われる。   That is, when the measured concentration d1 is higher than the set concentration d2, the stirring speed in the generator 1 is increased. When the measured density d1 is lower than the set density d2, control opposite to the above is performed.

本実施例により、スラリーラインL2の配管の上部、中央、下部とで僅かなガスハイドレート濃度の偏りが生じた場合であっても、絞り部(小径管)において流速を急速に上昇させてスラリー液を混合させているので、スラリー管に濃度計を設けた場合よりも正確にガスハイドレート濃度を計測することができる。   According to this embodiment, even when a slight gas hydrate concentration deviation occurs in the upper, middle, and lower portions of the piping of the slurry line L2, the flow rate is rapidly increased in the throttle portion (small-diameter pipe). Since the liquids are mixed, the gas hydrate concentration can be measured more accurately than when a concentration meter is provided in the slurry tube.

本実施例においては、生成器1を気液攪拌方式によりガスハイドレートを製造する場合を示したが、もちろんこの生成器1は、水スプレー方式によりガスハイドレートを製造する場合にも適用できる。   In the present embodiment, the case where the generator 1 produces gas hydrate by the gas-liquid stirring method has been shown, but of course, the generator 1 can also be applied to the case where gas hydrate is produced by the water spray method.

また、本実施例においては生成器の攪拌速度のみを調整したがこれに限定されるものではない。例えば、測定した濃度d1が設定した濃度d2より高いとき(測定された含水量が設定よりも低いとき)は、脱水塔2内に供給されるスラリーSの供給量を多くするか、又は排水室12内の圧力A2を高めて脱水塔2内の圧力A1との圧力差を小さくしたり、或いは生成器1内の温度を低下させるような制御を行ってもよい。   In the present embodiment, only the stirring speed of the generator is adjusted, but the present invention is not limited to this. For example, when the measured concentration d1 is higher than the set concentration d2 (when the measured water content is lower than the set), the supply amount of the slurry S supplied into the dehydration tower 2 is increased, or the drainage chamber Control may be performed to increase the pressure A2 in 12 to reduce the pressure difference from the pressure A1 in the dehydration tower 2, or to reduce the temperature in the generator 1.

(実施例2)
本実施例は、スラリーラインL2に設けられているスラリーポンプP1を図3に示すようなスクリューポンプとしたことを特徴としている。
(Example 2)
The present embodiment is characterized in that the slurry pump P1 provided in the slurry line L2 is a screw pump as shown in FIG.

本実施例においても前記実施例1同様に図1に示すようなガスハイドレート製造装置に適用されるものであり、前記実施例と同じ符号は同じ部材を示し、説明を省略する。   The present embodiment is also applied to a gas hydrate manufacturing apparatus as shown in FIG. 1 as in the first embodiment. The same reference numerals as those in the first embodiment denote the same members, and the description thereof is omitted.

図4に示すように、スラリーラインL2にスクリューポンプ8が設けられており、このスクリューポンプ8の吐出口に濃度計K1が設置されている。   As shown in FIG. 4, a screw pump 8 is provided in the slurry line L <b> 2, and a densitometer K <b> 1 is installed at the discharge port of the screw pump 8.

このスクリューポンプ8は、スクリュー羽根8aによりガスハイドレートスラリーSを攪拌・混合しながら圧送するようになっており、吐出されるスラリーSのハイドレートh1の濃度分布が均一となっている。   The screw pump 8 is configured to pump the gas hydrate slurry S with stirring and mixing by the screw blades 8a, and the concentration distribution of the hydrate h1 of the discharged slurry S is uniform.

本実施例において、濃度計K1の測定プローブは、スラリーポンプP1の吐出口近傍に配置することが望ましい。すなわち、スクリューにより攪拌・混合作用を受けて均一に混合されたガスハイドレートスラリーS中のハイドレートh1と未反応水w2とはその比重差により分離しやすいからである。   In the present embodiment, it is desirable that the measurement probe of the densitometer K1 is disposed in the vicinity of the discharge port of the slurry pump P1. That is, the hydrate h1 and the unreacted water w2 in the gas hydrate slurry S that are uniformly mixed by being stirred and mixed by the screw are easily separated due to the difference in specific gravity.

本実施例により、ガスハイドレートスラリーSのガスハイドレートh1と未反応水w2とが均一に混合されるので、濃度計K1により計測される濃度がより正確なものとなる。従って、より厳密な運転条件の制御が可能となり、さらに一定の品質のガスハイドレートを安定的に生産することができるようになる。   According to this embodiment, the gas hydrate h1 of the gas hydrate slurry S and the unreacted water w2 are uniformly mixed, so that the concentration measured by the densitometer K1 becomes more accurate. Therefore, it becomes possible to control the operating conditions more strictly and to stably produce a gas hydrate having a certain quality.

(実施例3)
本実施例は、スラリーS中のガスハイドレートh1と未反応水w2との比重差により、該ハイドレートh1と水w2とに分離することを防止するためのものであって、スラリーラインL2の配管の一部を立ち上がらせたことに特徴とするものである。
(Example 3)
This example is for preventing separation into the hydrate h1 and the water w2 due to the difference in specific gravity between the gas hydrate h1 and the unreacted water w2 in the slurry S. It is characterized by raising a part of the piping.

前記実施例と同様のガスハイドレート製造装置に適用されるものであり、同一符号については説明を省略する。   The present invention is applied to the same gas hydrate production apparatus as in the above embodiment, and the description of the same reference numerals is omitted.

図5に示すように、スラリーラインL2の一部を垂直管L2bとし、この垂直管L2b内を下方から上方にスラリーSが所定の流速で流れるようになっている。そして、この垂直管L2bに濃度計K1が設けられており、ガスハイドレートスラリーS中のガスハイドレートh1濃度を計測するようになっている。   As shown in FIG. 5, a part of the slurry line L2 is a vertical pipe L2b, and the slurry S flows through the vertical pipe L2b from below to above at a predetermined flow rate. A concentration meter K1 is provided in the vertical pipe L2b to measure the concentration of the gas hydrate h1 in the gas hydrate slurry S.

本実施例により、簡単な構造により、ガスハイドレートh1が浮上して未反応水w2と分離することが防止される。また、前記実施例同様に濃度計K1の計測した濃度d1の信号V1に基づいて生成器1の攪拌速度や脱水塔2の排水室12と円筒状本体11との差圧等が自動的に調整され、安定的に一定の品質のガスハイドレートが製造されるようになっている。   According to this embodiment, the simple structure prevents the gas hydrate h1 from floating and being separated from the unreacted water w2. Further, as in the above embodiment, the stirring speed of the generator 1 and the differential pressure between the drainage chamber 12 of the dehydration tower 2 and the cylindrical body 11 are automatically adjusted based on the signal V1 of the concentration d1 measured by the densitometer K1. As a result, a gas hydrate having a constant quality can be produced stably.

本発明に係るガスハイドレート製造装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the gas hydrate manufacturing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガスハイドレート製造装置におけるスラリーラインの概略図である。It is the schematic of the slurry line in the gas hydrate manufacturing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガスハイドレート製造装置におけるスラリーポンプの概略図である。It is the schematic of the slurry pump in the gas hydrate manufacturing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガスハイドレート製造装置におけるスラリーラインの他の実施態様の図である。It is a figure of the other embodiment of the slurry line in the gas hydrate manufacturing apparatus which concerns on this invention. 本発明に係るガスハイドレート製造装置におけるスラリーラインの更に他の実施態様の図である。It is a figure of other embodiment of the slurry line in the gas hydrate manufacturing apparatus which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

K1 濃度計
1 生成装置
2 脱水装置
3 成形装置
4 小径管
5 耐圧容器
6 攪拌機
6a 攪拌翼
6b 軸
7 熱交換器
8 スクリューポンプ
9 スパージャ
11 筒状本体
11a 排水孔
12 排水室
15 スクリューコンベア
17 攪拌装置
17a 攪拌翼
17b 回転軸
21a スクリュー翼
21b 軸
22 ホッパー
23a,23b 成型ロール
L2b 垂直管
V1,V2,V3,V4,V5 信号
K1 Densitometer 1 Generating device 2 Dehydrating device 3 Molding device 4 Small diameter tube 5 Pressure vessel 6 Stirrer 6a Stirring blade 6b Shaft 7 Heat exchanger 8 Screw pump 9 Sparger 11 Tubular body 11a Drain hole 12 Drainage chamber 15 Screw conveyor 17 Stirrer 17a Stirring blade 17b Rotating shaft 21a Screw blade 21b Shaft 22 Hopper 23a, 23b Forming roll L2b Vertical tube V1, V2, V3, V4, V5 Signal

Claims (6)

所定の圧力と温度を保持している生成器に原料ガスと原料水とを導入して反応させ、ガスハイドレートと未反応水とよりなるスラリーを生成する生成手段を有するガスハイドレートの製造装置において、
前記生成手段にて生成したスラリーを移送するスラリー管にガスハイドレートの濃度を計測する濃度計を設けたことを特徴とするガスハイドレートの製造装置。
A gas hydrate manufacturing apparatus having generating means for generating a slurry composed of gas hydrate and unreacted water by introducing and reacting raw material gas and raw water to a generator holding a predetermined pressure and temperature In
An apparatus for producing a gas hydrate comprising a concentration meter for measuring a concentration of a gas hydrate in a slurry tube for transferring a slurry produced by the producing means.
前記スラリー管の一部を小径管に絞り、該小径管部にガスハイドレートの濃度を計測する濃度計を設けたことを特徴とする請求項1記載のガスハイドレートの製造装置。   The apparatus for producing a gas hydrate according to claim 1, wherein a part of the slurry pipe is narrowed to a small diameter pipe, and a concentration meter for measuring the concentration of the gas hydrate is provided in the small diameter pipe portion. 前記スラリー管にスクリューポンプを配置し、該スクリューポンプの吐出側にガスハイドレートの濃度を計測する濃度計を設けたことを特徴とする請求項1記載のガスハイドレートの製造装置。   The gas hydrate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a screw pump is disposed in the slurry pipe, and a concentration meter for measuring the concentration of the gas hydrate is provided on the discharge side of the screw pump. 前記スラリー管の一部を略垂直に形成した立ち上がり部を設け、該立ち上がり部にガスハイドレートの濃度を計測する濃度計を設けたことを特徴とする請求項1記載のガスハイドレートの製造装置。   The apparatus for producing a gas hydrate according to claim 1, wherein a rising portion in which a part of the slurry tube is formed substantially vertically is provided, and a concentration meter for measuring the concentration of the gas hydrate is provided in the rising portion. . 前記濃度計の計測したガスハイドレートの濃度の信号により前記生成器内の圧力又は温度の少なくとも何れか一方を制御することを特徴とする請求項1乃至4記載のガスハイドレートの製造装置。   5. The gas hydrate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein at least one of pressure and temperature in the generator is controlled by a gas hydrate concentration signal measured by the densitometer. 前記濃度計が近赤外線分光分析計であることを特徴とする請求項1乃至5記載のガスハイドレートの製造装置。   6. The gas hydrate manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the densitometer is a near-infrared spectrometer.
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