JP2016166487A - Device and method for treating water associated with methane gas collection - Google Patents
Device and method for treating water associated with methane gas collection Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016166487A JP2016166487A JP2015046935A JP2015046935A JP2016166487A JP 2016166487 A JP2016166487 A JP 2016166487A JP 2015046935 A JP2015046935 A JP 2015046935A JP 2015046935 A JP2015046935 A JP 2015046935A JP 2016166487 A JP2016166487 A JP 2016166487A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- methane
- hydrate
- chamber
- methane gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
Abstract
Description
本発明は、水底に在るメタンハイドレートからのメタンガス回収に伴って、前記水底から当該水底より水深の浅い領域または水上に移動されたメタンガス回収付随水の処理装置およびその処理方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for treating methane gas recovery associated with water that has been moved from the bottom of the water to a shallower region of the water or to the water as the methane gas is recovered from the methane hydrate in the bottom of the water, and a method for the same. .
従来、海や湖の水底に在るメタンハイドレートを回収するに際して、水底としての海底に在るメタンハイドレートを海底付近で分解してメタンガスに変え、該メタンガスが溶解した海底の水を海面上に揚水してメタンガスを回収する方法および装置が提供されている(特許文献1)。 Conventionally, when recovering methane hydrate on the bottom of the sea or lake, methane hydrate on the bottom of the sea is decomposed in the vicinity of the bottom of the sea to convert it into methane gas. A method and apparatus for recovering methane gas by pumping water is provided (Patent Document 1).
特許文献1の技術において、海底に在るメタンハイドレートからメタンガスが回収されると、それに付随して水底にあった水も水面上に揚水される。
特許文献1では、海底から揚水したメタンガスが溶解した海水(水W’)からメタンガスMを分離した後の水Wは、そのまま海に排水されている(段落0037、図1を参照)。
In the technique of
In
海洋生態系への影響を配慮すると、メタンガス回収に付随して水底から揚収された水(以下、回収付随水と称する)は、元々あった場所、すなわち水底に戻すことが好ましい。
しかし、メタンハイドレート層が在る水底の水深は少なくとも400m以上であり、1000m付近に存在することもある。そのような深い水深までポンプ等によって水を返送するのはエネルギーが多くかかり、高コスト化する。
Considering the influence on the marine ecosystem, it is preferable that the water collected from the bottom of the water accompanying the recovery of methane gas (hereinafter referred to as recovery-related water) is returned to the original place, that is, the bottom of the water.
However, the depth of the water bottom where the methane hydrate layer is present is at least 400 m or more, and may exist in the vicinity of 1000 m. Returning water to such a deep water depth with a pump or the like requires a lot of energy and increases costs.
本発明の目的は、水底に在るメタンハイドレートからメタンガスを回収する際に、水底から揚水されたメタンガス回収付随水を、低コスト且つ容易に水底に戻すことにある。 An object of the present invention is to return the methane gas recovery accompanying water pumped from the bottom of the water to the bottom of the water easily and at low cost when recovering the methane gas from the methane hydrate in the bottom of the water.
上記課題を解決するための本発明の第1の態様に係るメタンガス回収付随水の処理装置は、水底に在るメタンハイドレートからのメタンガス回収に伴って、前記水底から当該水底より水深の浅い領域または水上に移動されたメタンガス回収付随水の処理装置であって、二酸化炭素と前記回収付随水とを入れることが可能であって、前記回収付随水を原料水として二酸化炭素ハイドレートを生成可能な第1室体と、前記第1室体内において生成する二酸化炭素ハイドレートを水中に排出する排出部と、を備えることを特徴とする。 The apparatus for treating methane gas recovery-accompanying water according to the first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem is a region where the water depth is shallower than the water bottom from the water bottom along with the recovery of methane gas from the methane hydrate on the water bottom. Alternatively, it is a treatment apparatus for water associated with methane gas recovery that has been moved to the water, can contain carbon dioxide and the water associated with the recovery, and can generate carbon dioxide hydrate using the water associated with the recovery as raw material water. A first chamber and a discharge unit that discharges carbon dioxide hydrate generated in the first chamber into water.
ここで、「水底」とは、水が在る場所の底の部分を意味し、海洋であれば海底、湖であれば湖底である。
また、「メタンハイドレート」とは主にメタンを包接しているものであり、自然界で生じるそれ以外の炭化水素ガス(例えば、エタン、プロパン等)を包接するものも含むものである。
また、「メタンガス回収付随水」とは、元々メタンハイドレートのある水底に存在した水であって、メタンハイドレートからメタンガスを回収する際に、前記水底より水深の浅い領域、または水上にまで引き上げられた水を言う。また、メタンハイドレートを分解したときに生じる分解水は、該メタンハイドレートが存在した水底由来の水である。したがって、水底よりも水深の浅い領域または水上において、メタンガスを得るためにメタンハイドレートを分解して生じた分解水も「メタンガス回収付随水」に含まれる。
Here, the “water bottom” means a bottom portion of a place where water is present.
Further, “methane hydrate” mainly includes methane, and includes those that include other hydrocarbon gas (for example, ethane, propane, etc.) that occur in nature.
“Methane gas recovery-related water” is water originally present at the bottom of the methane hydrate, and when the methane gas is recovered from the methane hydrate, it is raised to a shallower area than the bottom of the water or to the water. Say water. Moreover, the decomposition water generated when methane hydrate is decomposed is water derived from the bottom where the methane hydrate was present. Therefore, cracked water generated by decomposing methane hydrate to obtain methane gas in a region shallower than the bottom of the water or on the water is also included in the “methane gas recovery associated water”.
本態様によれば、水底に在るメタンハイドレートからメタンガスを回収するにあたり、前記メタンハイドレートやメタンガスに随伴して、前記水底から当該水底より水深の浅い領域や水上にまで揚水された水(以下、メタンガス回収付随水、または単に回収付随水と称する)を原料水として、前記第1室体内を二酸化炭素ハイドレートの生成条件を満たす温度、圧力(例えば1〜10MPa、1〜10℃)にして二酸化炭素ハイドレートを生成し、生成した二酸化炭素ハイドレートを、前記排出部からメタンハイドレートの在った水中に排出することができる。
尚、「メタンハイドレートの在った水中」とは、前記メタンハイドレートが在った水底に連なる水域の水中であり、水質が大幅に変わらない水域であれば厳密に同じ位置でなくてもよい。
According to this aspect, in recovering methane gas from methane hydrate present in the bottom of the water, water that has been pumped from the bottom of the water to a shallower region of the water or above the water accompanying the methane hydrate or methane gas ( Hereinafter, the first chamber is set to a temperature and pressure (for example, 1 to 10 MPa, 1 to 10 ° C.) satisfying the conditions for generating carbon dioxide hydrate using raw water as methane gas recovery-related water or simply referred to as recovery-related water). Thus, carbon dioxide hydrate can be generated, and the generated carbon dioxide hydrate can be discharged from the discharge section into water containing methane hydrate.
In addition, the “water in which methane hydrate is present” refers to water in the water area connected to the bottom of the water in which the methane hydrate is present. Good.
ここで、二酸化炭素ハイドレートは比重dが1.11〜1.13g/cm3程度であり、水(1.0g/cm3)や一般的な海水(約1.02g/cm3)よりも重いため、水中では自重で沈む。
したがって、前記排出部から排出された前記二酸化炭素ハイドレートは水底まで沈む。このことにより、前記メタンガス回収付随水をハイドレートの状態で元々あった水底に容易に戻すことができる。
Here, carbon dioxide hydrate is a specific gravity d is the 1.11~1.13g / cm 3 or so, than water (1.0 g / cm 3) and general sea water (about 1.02 g / cm 3) It is heavy and sinks under its own weight in water.
Therefore, the carbon dioxide hydrate discharged from the discharge unit sinks to the bottom of the water. As a result, the water accompanying the methane gas recovery can be easily returned to the original water bottom in the hydrate state.
また、生成した二酸化炭素ハイドレートは水中に排出するだけで自重により水底まで沈むので、従来のように前記メタンガス回収付随水を数百〜1000mの水底付近まで送水して戻す場合にかかるエネルギーよりも少ないエネルギーで、前記回収付随水を水底に戻すことができる。 In addition, since the generated carbon dioxide hydrate is discharged into the water and sinks to the bottom due to its own weight, the energy associated with returning the methane gas recovery-accompanying water to the vicinity of the bottom of several hundred to 1000 m as in the conventional case is returned. With less energy, the collected water can be returned to the bottom.
本発明の第2の態様に係るメタンガス回収付随水の処理装置は、第1の態様において、前記第1室体を水中に浮かせる浮かせ機構部を備えることを特徴とする。 The methane gas recovery-accompanying water treatment apparatus according to the second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the apparatus includes a floating mechanism that floats the first chamber body in water.
ここで、「水中に浮かせる」とは、水底に位置する状態ではなく水面に位置する状態でもなく、水底と水面の間に浮いている状態を意味する。 Here, “floating in water” means not a state of being positioned at the bottom of the water but a state of being positioned at the surface of the water, and a state of floating between the bottom of the water and the surface of the water.
本態様によれば、前記第1室体を水底でもなく水面でもない水底と水面の間の水中に浮かせる。この水中に浮かせた第1室体内に、原料水としてのメタンガス回収付随水と二酸化炭素を入れて反応させて、二酸化炭素ハイドレートを生成させる。
メタンハイドレートが在る海や湖等において、前記第1室体が浮いている水中の位置では、水上よりも水温が低く圧力が高い。したがって、水中に浮かせた第1室体内を二酸化炭素ハイドレートの生成条件の高圧、低温にするためのエネルギーは少なくて足り、以って二酸化炭素ハイドレートを生成するためのコストを抑制することができる。
According to this aspect, the first chamber body is floated in the water between the water bottom and the water surface that are neither the water bottom nor the water surface. Carbon dioxide hydrate is generated by adding and reacting methane gas recovery accompanying water as raw material water and carbon dioxide in the first chamber suspended in water.
In the sea or lake where methane hydrate is present, the water temperature is lower and the pressure is higher than the water at the position where the first chamber body is floating. Therefore, the energy required for generating high pressure and low temperature under the conditions for generating carbon dioxide hydrate in the first chamber floated in water is sufficient, thereby suppressing the cost for generating carbon dioxide hydrate. it can.
本発明の第3の態様に係るメタンガス回収付随水の処理装置は、第1の態様または第2の態様において、前記排出部が、前記第1室体の底部に設けられていることを特徴とする。 The apparatus for treating methane gas recovery-accompanying water according to the third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect or the second aspect, the discharge part is provided at the bottom of the first chamber body. To do.
本態様によれば、前記排出部が前記第1室体の底部に設けられているので、水よりも比重の大きい二酸化炭素ハイドレートを効率よく前記第1室体から排出させることができる。 According to this aspect, since the discharge portion is provided at the bottom of the first chamber body, carbon dioxide hydrate having a specific gravity greater than that of water can be efficiently discharged from the first chamber body.
本発明の第4の態様に係るメタンガス回収付随水の処理装置は、第2の態様において、前記第1室体内が、水中に位置して前記水底から水中を上昇してくるメタンハイドレートの塊を受け入れ可能に構成されているとともに、前記第1室体内で前記メタンハイドレートが分解して生成するメタンガスを取り出す取り出し部を備えていることを特徴とする。 The treatment apparatus for water associated with methane gas recovery according to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect, is a mass of methane hydrate in which the first chamber is located in water and rises from the bottom of the water. And a take-out portion for taking out methane gas generated by decomposition of the methane hydrate in the first chamber.
水中に位置させた前記第1室体内に水底から水中を上昇してくるメタンハイドレートの塊を受け入れ、室内をメタンハイドレートの分解条件にしてメタンハイドレートを分解させることができる。例えば、前記第1室体内の水を加熱して温度を上げる、或いは前記第1室体内の圧力を下げる等により、室内をメタンハイドレートの分解条件とすることができる。分解によって発生したメタンガスは取り出し部から回収することができる。
ここで、前記第1室体内にあるメタンハイドレートの塊とともに水底から上昇してきた水と、メタンハイドレートの分解によって生じた水は、メタンガス回収付随水である。メタンガス回収付随水は、同じ第1室体内において二酸化炭素ハイドレートにすることにより、水中に排出して自重により水底まで沈めることができる。
A mass of methane hydrate rising in the water from the bottom of the water can be received in the first chamber located in the water, and the methane hydrate can be decomposed under the conditions for decomposing the methane hydrate. For example, the interior of the chamber can be made to decompose methane hydrate by heating the water in the first chamber to raise the temperature or lowering the pressure in the first chamber. Methane gas generated by the decomposition can be recovered from the take-out part.
Here, the water rising from the bottom with the methane hydrate lump in the first chamber and the water generated by the decomposition of the methane hydrate are methane gas recovery accompanying water. Methane gas recovery-accompanying water can be discharged into water and submerged to its bottom by its own weight by making it into carbon dioxide hydrate in the same first chamber.
二酸化炭素ハイドレートの相平衡条件はメタンハイドレートの相平衡条件よりも高温低圧側にあるため(図4を参照)、同一温度、圧力条件では、メタンハイドレートよりも二酸化炭素ハイドレートの方が生成し易いと言える。つまり、前記メタンハイドレートが分解する温度、圧力条件下において、二酸化炭素ハイドレートを生成することができる。
したがって、前記第1室体内を、該第1室体が位置する水深の水圧において、メタンハイドレートは分解するが二酸化炭素ハイドレートは生成する温度にすることにより、第1室体内において、メタンハイドレートからのメタンガスの回収と、その回収時に生じたメタンガス回収付随水の処理を同時に行うことができる。
Since the phase equilibrium condition of carbon dioxide hydrate is on the high temperature and low pressure side than the phase equilibrium condition of methane hydrate (see Fig. 4), carbon dioxide hydrate is better than methane hydrate under the same temperature and pressure conditions. It can be said that it is easy to generate. That is, carbon dioxide hydrate can be generated under conditions of temperature and pressure at which the methane hydrate is decomposed.
Accordingly, by setting the first chamber to a temperature at which the methane hydrate is decomposed but the carbon dioxide hydrate is generated at the water pressure of the depth at which the first chamber is located, the methane hydrate is formed in the first chamber. The recovery of methane gas from the rate and the treatment of methane gas recovery accompanying water generated at the time of recovery can be performed simultaneously.
特に、図4において実線で示すメタンハイドレートの相平衡曲線よりも下側(低圧、高温)であって、点線で示す二酸化炭素ハイドレートの相平衡曲線よりも上側(高圧、低温)の範囲では、メタンハイドレートは分解するが二酸化炭素ハイドレートは生成する。このような水圧および水温となる水深位置(例えば、200m〜400m付近)に前記第1室体を浮かせることにより、前記第1室体内におけるメタンハイドレートの分解および二酸化炭素ハイドレートの生成を、より少ないエネルギーによって行うことができる。 Particularly, in the range below the phase equilibrium curve of methane hydrate indicated by the solid line in FIG. 4 (low pressure and high temperature) and above the phase equilibrium curve of carbon dioxide hydrate indicated by the dotted line (high pressure and low temperature). Although methane hydrate decomposes, carbon dioxide hydrate is produced. By floating the first chamber body at such a water pressure and water depth position (for example, near 200 m to 400 m), the decomposition of methane hydrate and the generation of carbon dioxide hydrate in the first chamber body are further improved. This can be done with less energy.
本発明の第5の態様に係るメタンガス回収付随水の処理装置は、第2の態様において、水底のメタンハイドレートの塊を受け入れて、室体を水中に浮かせた状態でメタンハイドレートを分解する第2室体を備え、第2室体内の水を、前記回収付随水として前記第1室体内に送るように構成されていることを特徴とする。 The apparatus for treating methane gas recovery-accompanying water according to the fifth aspect of the present invention, in the second aspect, accepts a mass of methane hydrate from the bottom of the water and decomposes the methane hydrate with the chamber floated in water. A second chamber body is provided, and water in the second chamber body is configured to be sent to the first chamber body as the recovery-accompanying water.
本態様によれば、第2室体においてメタンハイドレートを分解することにより、水底メタンハイドレートからメタンガスを回収する際に生じるメタンガス回収付随水を、第1室体において二酸化炭素ハイドレートにして水底に戻すことができる。
本態様においては、前記メタンガス回収付随水からの二酸化炭素ハイドレートの生成と、水底から浮上させたメタンハイドレートの分解を別個の室体内において行うので、第1室体内における二酸化炭素ハイドレートの生成条件を、第2室体内におけるメタンハイドレートの分解条件とは独立して設定できる。また、二酸化炭素がメタンハイドレートの分解によって生じたメタンガスに混ざることがない。以って、第1室体内における二酸化炭素ハイドレートの生成と第2室体内においてメタンハイドレートを分解して行うメタン回収をより効率よく行うことができる。
According to this aspect, the methane gas recovery accompanying water generated when methane gas is recovered from the bottom methane hydrate by decomposing methane hydrate in the second chamber body is converted into carbon dioxide hydrate in the first chamber body. Can be returned to.
In this aspect, since the generation of carbon dioxide hydrate from the water accompanying methane gas recovery and the decomposition of methane hydrate levitated from the bottom of the water are performed in separate chambers, the generation of carbon dioxide hydrate in the first chamber The conditions can be set independently of the methane hydrate decomposition conditions in the second chamber. Further, carbon dioxide is not mixed with methane gas generated by the decomposition of methane hydrate. Therefore, the production | generation of the carbon dioxide hydrate in a 1st chamber body and the methane collection | recovery performed by decomposing | disassembling methane hydrate in a 2nd chamber body can be performed more efficiently.
本発明の第6の態様に係るメタンガス回収付随水の処理装置は、第5の態様において、前記第1室体内と前記第2室体内との間で熱交換可能に構成されていることを特徴とする。 A methane gas recovery-accompanying water treatment apparatus according to a sixth aspect of the present invention is characterized in that, in the fifth aspect, heat exchange is possible between the first chamber and the second chamber. And
二酸化炭素ハイドレートの生成反応は発熱反応(約65kJ/mol)である。一方、メタンガスハイドレートの分解反応は吸熱反応(52−57kJ/mol)である。
前記第1室体内における生成熱(発熱)と前記第2室体内における分解熱(吸熱)を熱交換することにより、第2室体内の加熱に必要なエネルギーを抑制することができる。
The formation reaction of carbon dioxide hydrate is an exothermic reaction (about 65 kJ / mol). On the other hand, the decomposition reaction of methane gas hydrate is an endothermic reaction (52-57 kJ / mol).
By exchanging generated heat (heat generation) in the first chamber and decomposition heat (heat absorption) in the second chamber, energy necessary for heating in the second chamber can be suppressed.
本発明の第7の態様に係るメタンガス回収付随水の処理方法は、水底に在るメタンハイドレートからのメタンガス回収に伴って、前記水底から当該水底より水深の浅い領域または水上に移動されたメタンガス回収付随水の処理方法であって、第1室体内において、前記回収付随水を原料水として二酸化炭素ハイドレートを生成する生成工程と、生成した前記二酸化炭素ハイドレートが自重により水中に沈むことによって前記水底に戻す戻し工程と、を有することを特徴とする。 The methane gas recovery-accompanying water treatment method according to the seventh aspect of the present invention is the methane gas moved from the water bottom to a shallower region of the water bottom or on the water accompanying the methane gas recovery from the methane hydrate in the water bottom. In the first chamber, a generating step of generating carbon dioxide hydrate using the recovered accompanying water as raw water, and the generated carbon dioxide hydrate is submerged by its own weight in the first chamber. Returning to the bottom of the water.
本態様によれば、第1の態様のメタンガス回収付随水の処理装置における作用効果と同様の作用効果を奏する。 According to this aspect, there exists an effect similar to the effect in the processing apparatus of the methane gas collection | recovery accompanying water of a 1st aspect.
本発明の第8の態様に係るメタンガス回収付随水の処理方法は、第7の態様において、前記生成工程は、前記第1室体内を水中に浮かせた状態で行われることを特徴とする。 In the seventh aspect of the method for treating methane gas recovery-accompanying water according to the eighth aspect of the present invention, the generating step is performed in a state where the first chamber is floated in water.
本態様によれば、第2の態様のメタンガス回収付随水の処理装置における作用効果と同様の作用効果を奏する。 According to this aspect, there exists an effect similar to the effect in the processing apparatus of the methane gas collection | recovery accompanying water of a 2nd aspect.
本発明の第9の態様に係るメタンガス回収付随水の処理方法は、第8の態様において、水底に在るメタンハイドレートを塊の状態で上昇させて水中に位置する前記第1室体内に受け入れるメタンハイドレートの第1上昇工程と、前記第1室体内でメタンハイドレートを加熱した水と接触させて分解する第1分解工程と、前記分解工程で生成したメタンガスを第1室体内から取り出して回収する第1メタンガス回収工程と、を有することを特徴とする。 In the eighth aspect of the method for treating methane gas recovery-accompanying water according to the ninth aspect of the present invention, the methane hydrate present at the bottom of the water is raised in a lump state and received in the first chamber located in the water. A first raising step of methane hydrate, a first cracking step of bringing methane hydrate into contact with heated water in the first chamber and decomposing it, and taking out the methane gas generated in the cracking step from the first chamber And a first methane gas recovery step of recovering.
本態様によれば、第4の態様のメタンガス回収付随水の処理装置における作用効果と同様の作用効果を奏する。 According to this aspect, there exists an effect similar to the effect in the processing apparatus of the methane gas collection | recovery accompanying water of a 4th aspect.
本発明の第10の態様に係るメタンガス回収付随水の処理方法は、第8の態様において、水底に在るメタンハイドレートを塊の状態で上昇させて水中に位置する前記第2室体内に受け入れるメタンハイドレートの第2上昇工程と、前記第2室体内でメタンハイドレートを加熱した水と接触させて分解する第2分解工程と、前記分解工程で生成したメタンガスを第1室体内から取り出して回収する第2メタンガス回収工程と、前記第2室体内の水を前記第1室体に送る送水工程と、を有することを特徴とする。 In the eighth aspect of the method for treating methane gas recovery-accompanying water according to the tenth aspect of the present invention, the methane hydrate present at the bottom of the water is raised in a lump and received in the second chamber located in the water. A second raising step of methane hydrate, a second cracking step of bringing methane hydrate into contact with heated water in the second chamber and decomposing it, and taking out the methane gas generated in the cracking step from the first chamber It has the 2nd methane gas collection | recovery process to collect | recover, and the water supply process which sends the water in the said 2nd chamber body to the said 1st chamber body, It is characterized by the above-mentioned.
本態様によれば、第5の態様のメタンガス回収付随水の処理装置における作用効果と同様の作用効果を奏する。 According to this aspect, there exists an effect similar to the effect in the processing apparatus of the methane gas collection | recovery accompanying water of a 5th aspect.
本発明の第11の態様に係るメタンガス回収付随水の処理方法は、第10態様において、前記第1室体内と前記第2室体内との間で熱交換させるようにすることを特徴とする。 The method for treating methane gas recovery-accompanying water according to the eleventh aspect of the present invention is characterized in that, in the tenth aspect, heat is exchanged between the first chamber and the second chamber.
本態様によれば、第6の態様のメタンガス回収付随水の処理装置における作用効果と同様の作用効果を奏する。 According to this aspect, the same operational effects as the operational effects of the methane gas recovery-accompanying water treatment apparatus of the sixth aspect are achieved.
[実施例1]
<メタンガス回収付随水の処理装置の概略構成およびメタンガス回収付随水の処理方法>
本発明に係るメタンガス回収付随水の処理装置の概略構成について、図に基づいて説明しつつ、メタンガス回収付随水の処理方法について説明する。図1は、本発明に係るメタンガス回収付随水の処理装置の一例を示す概略構成図である。
図1に示すように、水中に第1室体2を設ける場合について説明する。
[Example 1]
<Schematic configuration of methane gas recovery associated water treatment apparatus and methane gas recovery associated water treatment method>
The method for treating methane gas recovery-accompanying water will be described with reference to the schematic configuration of the apparatus for treating methane gas recovery-accompanying water according to the present invention. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a methane gas recovery-accompanying water treatment apparatus according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the case where the
メタンガス回収付随水の処理装置10(以下、単に処理装置10と称する場合がある)は、水底としての海底12に在るメタンハイドレート層14からのメタンガス回収に伴って、海底12から海面15上のメタンガス回収船16に揚収されたメタンガス回収付随水Wを処理する装置である。尚、メタン回収船16はメタンガスの回収先である。前記回収先は、メタン回収船16の他、地上に設置されるメタンガスを貯留するタンク等の貯留設備や、メタンガスを燃料として利用するガスタービン等のガス燃料利用設備でもよい。
The methane gas recovery-accompanying water treatment apparatus 10 (hereinafter may be simply referred to as the treatment apparatus 10) is adapted to recover the methane gas from the
本実施形態においては、メタンハイドレート層14からのメタンガス回収の一例として、メタンハイドレート層14近傍に設けられるメタンガス回収装置13によってメタンハイドレートを分解するとともに、分解したメタンガス(CH4)が溶解した海底12付近の水W1をメタンガス回収船16に揚収して、気液分離部17においてメタンガスと水W1とに分離するように構成されている。分離されたメタンガスはメタンガス貯留部19に貯蔵される。
一方、メタンガスとともに揚収されて気液分離部17においてメタンガスと分離された海底12付近の水W1は、本発明の処理装置10の処理対象であり、メタンガス回収付随水Wとして以下に詳説するメタンガス回収付随水の処理装置10において処理される。
In the present embodiment, as an example of methane gas recovery from the
On the other hand, the water W1 in the vicinity of the
本実施態様に係るメタンガス回収付随水の処理装置10は、水中としての海中18に設けられる第1室体2と、第1室体2を海中18に浮かせる浮かせ機構部4を備えている。海中18は、メタンハイドレート層14がある水底に連なる水域の水中である。
第1室体2は、二酸化炭素(CO2)と回収付随水Wとを入れて、二酸化炭素ハイドレートを生成するように構成されている。回収付随水Wは、メタンガス回収船16の気液分離部17から送水ライン6を介して第1室体2に送られるようになっている。また、二酸化炭素(CO2)もメタンガス回収船16からCO2導入ライン7を介して送られて、第1室体2内に入れられる。
尚、送水ライン6やCO2導入ライン7としては、アンビリカルケーブル等の可撓性を有するケーブルを用いることができる。
The methane gas recovery-accompanying
The
In addition, as the
二酸化炭素ハイドレート(CO2GH)が生成する条件は、図4に示す相平衡曲線よりも高圧、低温の条件であり、例えば1〜10MPa、1〜10℃で生成する。
本実施形態では、海中18の水圧と水温が二酸化炭素ハイドレートの生成条件となる海中18の水深位置に第1室体2を浮かせている。地域や周辺環境、海の場合は海流等により異なるが、一般的に、200m〜400mmより深い水深において、二酸化炭素ハイドレートの生成条件を満たすことができる。
したがって、浮かせ機構部4は、第1室体2を水深200mから400mの範囲内に浮かせるように構成し、第1室体2内における二酸化炭素ハイドレートの生成を行うとよい。
Conditions under which carbon dioxide hydrate (CO 2 GH) is generated are conditions of higher pressure and lower temperature than the phase equilibrium curve shown in FIG. 4, for example, 1 to 10 MPa and 1 to 10 ° C.
In the present embodiment, the
Therefore, the floating
尚、これより浅い領域に第1室体2を浮かせる場合には、CO2導入ライン7に設けられる圧力調整部26によって、第1室体2内に圧力を付与してもよい。圧力調整部26については後に詳述する。また、第1室体2内の温度を調節する温度調整部(不図示)を設けることも可能である。
When the
本実施形態において、浮かせ機構部4は、第1室体2を浮かせる水深位置を可変に構成されている。このような浮かせ機構部4としては、例えば、バラストタンク20を用いることができる。バラストタンク20内のバラスト水22の量を調整することによって、第1室体2を浮かせる水深位置を変えることができる。バラスト水22としては、メタンハイドレート層14が在る水底に連なる水域の水、すなわち、メタンハイドレート層14が在る海底12と同じ海の水を用いれば、その調達が容易であるため望ましい。
浮かせ機構部4(バラストタンク20)によって、第1室体2の水深位置を変えることにより、その水域において適切な水深(二酸化炭素ハイドレートの生成条件を満たす水温、水圧となる水深)に第1室体を浮かせて二酸化炭素ハイドレートの生成を行うことができる。
In the present embodiment, the floating
By changing the water depth position of the
更に第1室体2には、室内で生成した二酸化炭素ハイドレートを排出する排出部8を備えている。排出部8は第1室体2の底部(海底12側)に設けられている。
Further, the
以上のように構成されたメタンガス回収付随水の処理装置10を用い、メタンガス回収付随水の処理方法を実行することによって、以下の作用効果が得られる。
すなわち、第1室体2内において、メタンガス回収付随水Wを原料水として二酸化炭素ハイドレートを生成する生成工程を行い、生成工程において生成した二酸化炭素ハイドレートは、排出部8から海中18に排出する(戻し工程)。海中18は、メタンガス回収付随水Wが元々あった海底12の水域、すなわち、メタンハイドレート層14が在った水域の水中である。
By using the methane gas recovery-accompanying
That is, in the
二酸化炭素ハイドレートは比重が水(海水、湖水を含む水一般)よりも大きく、海中18では自重で沈む。したがって、排出部8から排出された二酸化炭素ハイドレートは自重により海底12まで沈むので、メタンガス回収付随水Wをハイドレートの状態で海底12に容易に戻すことができる。
また、生成した二酸化炭素ハイドレートは海中18に排出するだけで自重により海底12まで沈むので、省エネルギーでメタンガス回収付随水Wを海底12に戻すことができる。
Carbon dioxide hydrate has a higher specific gravity than water (water in general, including seawater and lake water), and sinks under its own weight in the
Further, since the generated carbon dioxide hydrate is discharged into the
また、本実施形態では、海中18に浮かせた第1室体2内において二酸化炭素ハイドレートを生成させる。
第1室体2を浮かせる海や湖等の水中(海中18)の位置では、水上よりも水温が低く圧力が高い。したがって、海中18に浮かせた第1室体2内を二酸化炭素ハイドレートの生成条件の高圧、低温にするためのエネルギーは少なくて足り、以って二酸化炭素ハイドレートを生成するためのコストを抑制することができる。
特に、第1室体2を200m〜400m付近に浮かせれば、水圧と水温によって第1室体2内を二酸化炭素ハイドレートの生成条件にすることができる。
In the present embodiment, carbon dioxide hydrate is generated in the
At a position in the water (underwater 18) such as the sea or lake where the
In particular, if the
また、排出部8は第1室体2の底部に設けられているので、水(海水)よりも比重の大きい二酸化炭素ハイドレートを効率よく第1室体2から排出させることができる。
Moreover, since the
<第1室体の他の構成>
第1室体2の上部には、ガス排出ライン25が設けられており、第1室体2内の水(メタンガス回収付随水W)中でハイドレート化しないで通過した二酸化炭素ガスが排出されるように構成されている。ガス排出ライン25はCO2導入ライン7に合流されており、排出された二酸化炭素は第1室体2に再循環するように構成されている。
ガス排出ライン25には、圧力調整部としてのバルブ26を備え、第1室体2の室内に気液界面23ができる圧力を付与するように調整されている。バルブ26によって圧力を調整し、第1室体2の室内に、第1室体2が位置する水深の水圧とほぼ同じ圧力を付与することによって、室内に気液界面23ができる。
このことにより、第1室体2の室内に気液界面23が存在する状態で二酸化炭素ハイドレートの生成反応が行われ、安定した反応を実現することができる。
<Other configurations of the first chamber>
A
The
As a result, the carbon dioxide hydrate formation reaction is performed in a state where the gas-
また第1室体2には、第1室体2の深さ方向の位置を調整する浮かせ機構部4に加え、第1室体2の水平方向の位置を調整可能なスラスター24等の推進器が設けられている。これにより、第1室体2を所望の位置に水平移動させることができる。また、第1室体2が設けられる水域の流れが速い場合には、スラスター24の推進力によって前記流れに抗し、第1室体2の水平位置を保持させることができる。
The
尚、第1室体2は、水中だけでなく水上に設けることも可能である。その場合には、圧力調整部26と前述した温度調整部(不図示)によって第1室体2内を二酸化炭素ハイドレートの生成条件とし、二酸化炭素ハイドレートを生成することができる。
水上の第1室体2において生成した二酸化炭素ハイドレートは、水面近くの水中に投入するだけで自重により水底まで沈むので、ハイドレート化した回収付随水を容易に水底にまで戻すことができる。尚、第1室体2を水上に設ける場合には、浮かせ機構部4やスラスター24等は不要である。
The
The carbon dioxide hydrate generated in the
[実施例2]
実施例2では、図2に基づき、メタンガス回収付随水の処理装置の他の実施形態について説明する。図2は、本発明に係るメタンガス回収付随水の処理装置の他の例を示す概略構成図である。
尚、本実施例において実施例1と同一の構成については同一の符号を付し、その構成の説明は省略する。
[Example 2]
Example 2 demonstrates other embodiment of the processing apparatus of the methane gas collection | recovery accompanying water based on FIG. FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing another example of the methane gas recovery-accompanying water treatment apparatus according to the present invention.
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description of the components is omitted.
本実施形態に係るメタンガス回収付随水の処理装置30は、第1室体2内で処理される回収付随水Wとして、海中18に設けられる第2室体32内の水が送られるように構成されている。第2室体32は、海底12に在るメタンハイドレート層14からのメタンガスを回収する回収装置としての役割を担う。
第2室体32は、第2室体32を海中18に浮かせる浮かせ機構部33を備えている。浮かせ機構部33としては、第1室体2の浮かせ機構部4と同様にバラストタンク等を用い、バラストタンク内のバラスト水の量を調整することによって、第2室体32を浮かせる水深位置を変えることができるように構成されている。また第2室体32にも、その水平方向の位置を調整可能なスラスター37等の推進器が設けられている。
The methane gas recovery-accompanying
The
第2室体32はその下方に、メタンハイドレート層14から分離されたメタンハイドレートの塊を受け入れる受け入れ部36を有している。受け入れ部36には、海中を上昇してくるメタンハイドレートの塊を室内に導く導入部34が設けられている
本実施形態においては、受け入れ部36に連なる筒状体であって、下方側がベル状に広がった形状のベルマウス50が導入部34として設けられている。
ベルマウス50等の導入部34によって水中を上昇してくるメタンハイドレートの塊を受け入れ部36に誘導することにより、メタンハイドレートを第2室体32内に安定して入れることができる。
The
In the present embodiment, a
The methane hydrate can be stably put into the
メタンハイドレート層14は、例えば爆薬等による発破によって砕き、塊状のメタンハイドレートを水底から分離することができる。また、ドリルやバケット等を備えた掘削機による掘削によって、メタンハイドレート層14を塊状のメタンハイドレートに砕くこともできる。
The
メタンハイドレート(MGH)は比重が水(海水)よりも小さいので、メタンハイドレート層14から分離されたメタンハイドレートの塊は、海底12付近から海中を上昇する。上昇してきたメタンハイドレートの塊が受け入れ部36から第2室体32内に受け入れられ、室内で加熱分解されることにより、水底のメタンハイドレートからメタンガスを回収するように構成されている。
具体的には、第2室体32は、第2室体32内の水を加熱する加熱部40と、メタンハイドレートの分解により発生したメタンガスの取り出し部38を備えている。加熱部40は、例えば、熱媒体が循環する循環ライン54に熱媒体に熱を与える熱交換部56を備える構成とすることができる。熱媒体に熱を与える熱源としてメタンガス回収船16から出る排熱を利用することもできる。
Since the specific gravity of methane hydrate (MGH) is smaller than that of water (seawater), the mass of methane hydrate separated from the
Specifically, the
加熱部40によって加熱された水との接触によって、第2室体32内に受け入れられたメタンハイドレートの塊が分解し、メタンガスが生成する。尚、第2室体32内におけるメタンハイドレートの分解については後に更に詳述する。
By contact with the water heated by the
取り出し部38は第2室体32の上方に設けられており、取り出し部28から取り出されるメタンガスは取り出しライン35により送られて、例えば、回収先としてのメタンガス回収船16において回収される。取り出しライン35としては、アンビリカルケーブル等の可撓性を有するケーブルを用いることができる。
The take-out
また、取り出しライン35には、第2室体32の室内に気液界面52ができる圧力を付与する圧力調整部としてのバルブ53が設けられている。バルブ53によって第2室体32の室内に、第2室体32が位置する水深の水圧とほぼ同じ圧力になるように調整することによって、その室内に気液界面52ができる。
このことにより、第2室体32の室内に気液界面52が存在する状態でメタンハイドレートの加熱分解がおこなわれ、安定した分解を実現することができる。またメタンハイドレートの分解で生成したメタンガスと水は気体側と液体側のそれぞれに分かれるので、分解生成メタンガスの第2室体32内からの分離回収を容易に行うことができる。
Further, the take-out
Thereby, the thermal decomposition of methane hydrate is performed in the state where the gas-
ここで、第2室体32内におけるメタンハイドレートの分解で生じる水は海底12付近の水W1であり、すなわち、メタンガス回収付随水Wである。第2室体32内でメタンハイドレートの分解が継続的に行われると、第2室体32内にメタンガス回収付随水W(メタンハイドレートの分解で生じる水)が溜まる。
特に、その室内が気液界面52ができる圧力に保持されていると、前記分解によって生じた水(メタンガス回収付随水W)の分だけベルマウス50の下端部付近の水が外部の海中18に押し出され、気液界面52の位置が維持される。換言すると、第2室体32内に気液界面52が存在する状態の下では、第2室体32内において、メタンハイドレートの塊は導入部34内を浮力で上昇して入るが、外部から水はほとんど入り込まない状態でメタンハイドレートが熱で分解され、メタンガスと水が生じると言える。したがって、第2室体32内におけるメタンガス回収付随水Wの割合が高くなる。
Here, the water generated by the decomposition of the methane hydrate in the
In particular, if the interior of the chamber is maintained at a pressure at which a gas-
本実施形態においては、この第2室体32内に溜まる回収付随水Wを海底に戻すため、第2室体32内の水が回収付随水Wとして第1室体2内に送られるように構成されている。
具体的には、第2室体32内の水(回収付随水W)を第1室体2内に送る送水ライン48が設けられている。送水ライン48にはポンプ44を設けることができる。
In the present embodiment, in order to return the recovery associated water W accumulated in the
Specifically, a
この構成により、第2室体32内においてメタンハイドレートを分解してメタンガスを回収する際に生じる回収付随水Wを第1室体2に送ることができ、実施例1と同様に、第1室体2内において回収付随水Wを二酸化炭素ハイドレートにして海底12に戻すことができる。
With this configuration, the recovery-accompanying water W generated when methane hydrate is decomposed and methane gas is recovered in the
また、二酸化炭素ハイドレートの生成反応は発熱反応(約65kJ/mol)である。一方、メタンガスハイドレートの分解反応は吸熱反応(52−57kJ/mol)である。
したがって、第1室体2内における生成熱(発熱)と第2室体32内における分解熱(吸熱)を熱交換することにより、第2室体32内の加熱に必要なエネルギーを抑制することができる。
よって、第1室体2内と第2室体32内との間で熱交換を行う熱交換部42を設けることが好ましい。
Further, the carbon dioxide hydrate formation reaction is an exothermic reaction (about 65 kJ / mol). On the other hand, the decomposition reaction of methane gas hydrate is an endothermic reaction (52-57 kJ / mol).
Therefore, the energy required for heating in the
Therefore, it is preferable to provide the
<第2室体について>
第2室体32において行うメタンハイドレートの分解(ガス化)について説明する。
水底メタンハイドレートからメタンガスを回収するためのガス化装置としての第2室体32は、海中18に浮かせた状態の第2室体32内にメタンハイドレート層14から分離されたメタンハイドレートの塊を受け入れて、その室内で加熱した水(海水)と接触させることにより受け入れたメタンハイドレートを加熱して分解させることができる。
<About the second chamber>
The decomposition (gasification) of methane hydrate performed in the
The
第2室体32が浮いている水中の位置(海底12と海面15の間の位置)では、海底12よりも水温は高く水圧は低い。そのためメタンハイドレートの分解に必要な熱エネルギーは、例えば、海底12おいてメタンハイドレートを分解する場合に必要な熱エネルギーよりも少なくて足りるので、メタンハイドレートのガス化に係る高コスト化を抑制することができる。
At a position in the water where the
また、例えば、メタンガスの回収のためにメタンハイドレートを塊として海面15上まで揚収する場合がある。このような場合には、メタンハイドレートの塊の揚収の途中で起こった分解に伴い、吸熱による温度低下や発生したメタンガスによる配管内部等の圧力上昇が生じ、局所的にメタンハイドレートの生成条件になることでメタンハイドレートが固まって、揚収管等が閉塞する虞がある。第2室体32を用いる場合には、メタンハイドレートを塊として揚収する範囲は海中18に浮かせた第2室体32の位置までであり、海面15までの揚収は行わない。したがって、タンハイドレートの塊の揚収の途中でメタンハイドレートが固まることにより生じる不具合の虞を低減することができる。また海面15上まで揚収しないので、揚収途中での分解に伴う揚収の不安定化を低減することが可能となる。これにより、水底メタンハイドレートからのメタンガスの回収効率が高められる。
Further, for example, there is a case where methane hydrate is collected as a lump to the
また第2室体32は、例えばメタンハイドレートの生成条件を確実に満たす水深(例えば水深500m)に浮かせることで、海底12から分離したメタンハイドレートをほとんど分解無しの状態で第2室体32内に入れることができるので、第2室体32内の水に加熱部40が与える熱量を増減調整することで、分解生成するメタンガスの量を増減調整することができる。
Further, the
浮かせ機構部33は、第2室体32を400m以深の水深に浮かせるように構成し、400m以深のメタンハイドレートの生成条件を満たす水深において、第2室体32内におけるメタンハイドレートの分解を行うとよい。
The floating
メタンハイドレートの生成条件を満たす水深の境界は約400m(地域や周辺環境、海の場合は海流等により異なる)である。また、その約400mより深い領域において、水深が深くなるほどメタンハイドレートの分解に必要なエネルギーは多くなり、水深400m付近に近づくほど前記エネルギーは少なくて足りる。 The boundary of the water depth that satisfies the methane hydrate production condition is about 400 m (depending on the region, surrounding environment, ocean current, etc.). Further, in the region deeper than about 400 m, the energy required for the decomposition of methane hydrate increases as the water depth increases, and the energy decreases as the depth approaches 400 m.
よって、第2室体32をメタンハイドレートの生成条件を満たす水深の境界付近に浮かせることにより、第2室体32内におけるメタンハイドレートの分解のために必要なエネルギーを抑えることができ、より省エネルギーに水底メタンハイドレートからのメタンガスの回収を行うことができる。
Therefore, by floating the
また第2室体32には、水中を上昇してくるメタンハイドレートの塊を該第2室体32に誘導する筒状ネット58が設けられている。
筒状ネット58は、第2室体32に直接取り付けられるように構成されていてもよく、また、他部材(例えば、ベルマウス50)を介して取り付ける構成でもよい。
The
The cylindrical net 58 may be configured to be directly attached to the
尚、前述したように、二酸化炭素ハイドレートの相平衡条件はメタンハイドレートの相平衡条件よりも高温低圧側にある(図4)。したがって、例えば第2室体32をメタンハイドレートの生成条件を確実に満たす水深(例えば水深500m)に浮かせるときに、二酸化炭素ハイドレートを生成させる第1室体2は、第2室体32よりも浅い水深位置に浮かせることができる。
このような場合には、第1室体2(低圧)と第2室体32(高圧)の圧力差によって第2室体32内の水(メタンガス回収付随水W)を送水ライン48により送ることができるので、ポンプ44を省略することが可能である。
As described above, the phase equilibrium condition of carbon dioxide hydrate is on the high temperature and low pressure side than the phase equilibrium condition of methane hydrate (FIG. 4). Therefore, for example, when the
In such a case, water (methane gas recovery accompanying water W) in the
[実施例3]
実施例3では、図3に基づき、メタンガス回収付随水の処理装置の更に他の実施形態について説明する。図3は、本発明に係るメタンガス回収付随水の処理装置の更に他の例を示す概略構成図である。
尚、本実施例において実施例1または実施例2と同一の構成については同一の符号を付し、その構成の説明は省略する。
[Example 3]
In Example 3, another embodiment of the treatment apparatus for water accompanying methane gas recovery will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing still another example of the methane gas recovery-accompanying water treatment apparatus according to the present invention.
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment or the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the configuration is omitted.
本実施形態に係るメタンガス回収付随水の処理装置60は、実施例2において第2室体32内で行った、海底12に在るメタンハイドレート層14からのメタンガスの回収(メタンハイドレートの分解)を、二酸化炭素ハイドレートを生成させる第1室体2の同じ室内において行うものである。
The methane gas recovery-accompanying
第1室体2は、実施例1と同様に、バラストタンク20(浮かせ機構部4)によって海中18に浮いた状態にされている。
本実施形態において第1室体2の排出部8は、メタンハイドレート層14から分離されたメタンハイドレートの塊を受け入れる受け入れ部36を兼ねており、その下方側に導入部34としてのベルマウス50が設けられている。また、水中を上昇してくるメタンハイドレートの塊をベルマウス50に誘導する筒状ネット58が設けられている。
Similar to the first embodiment, the
In the present embodiment, the
更に第1室体2は、室内の水を加熱する加熱部62を備え、加熱部62によって加熱された水と、受け入れ部36から第1室体2内に受け入れられたメタンハイドレートが接触し、加熱分解されてメタンガスが発生する。発生したメタンガスは取り出し部64から取り出され、取り出しライン66により回収先としてのメタンガス回収船16のメタンガス貯留部19に送られる。
また、取り出しライン66には、第1室体2の室内に気液界面68ができる圧力を付与する圧力調整部としてのバルブ70が設けられている。バルブ70によって第1室体2の室内に、第1室体2が位置する水深の水圧とほぼ同じ圧力になるように調整することによって、その室内に気液界面68ができる。
The
Further, the take-out
ここで、第1室体2内においてメタンハイドレートが分解して生じる水は、実施例2においても述べた通り海底12付近の水W1であり、メタンガス回収付随水Wである。第1室体2内でメタンハイドレートの分解を継続的に行うと、第1室体2内にメタンガス回収付随水Wが溜まる。
本実施形態においては、この第1室体2内に溜まる回収付随水Wを、同じ第1室体2内において二酸化炭素と反応させて二酸化炭素ハイドレート(CO2GH)にする。
Here, the water generated by the decomposition of methane hydrate in the
In the present embodiment, the recovered associated water W accumulated in the
既述の通り、二酸化炭素ハイドレートはメタンハイドレートより低圧、高温で生成し易い。換言すると、同一温度、圧力条件では、メタンハイドレートよりも二酸化炭素ハイドレートの方が生成し易い。つまり、メタンハイドレートが分解する温度、圧力条件下でも、二酸化炭素ハイドレートを生成させることができる。
例えば第1室体2内を、第1室体2が位置する水深の水圧において、メタンハイドレートは分解するが二酸化炭素ハイドレートは生成する温度にすることにより、第1室体2内において、メタンハイドレートの分解と、その分解時に生じたメタンガス回収付随水Wの処理(二酸化炭素ハイドレート化)を同時に行うことができる。
As described above, carbon dioxide hydrate is easier to produce at lower pressure and higher temperature than methane hydrate. In other words, carbon dioxide hydrate is more easily generated than methane hydrate under the same temperature and pressure conditions. That is, carbon dioxide hydrate can be generated even under temperature and pressure conditions where methane hydrate is decomposed.
For example, in the
また、二酸化炭素ハイドレートの生成(発熱反応)とメタンハイドレートの分解(吸熱反応)を同じ第1室体2内で行うので、両反応熱は室内の水を介して熱交換される。以って、第1室体2内の加熱に必要なエネルギーを抑制することができる。
Moreover, since the production | generation (exothermic reaction) of a carbon dioxide hydrate and decomposition | disassembly (endothermic reaction) of methane hydrate are performed within the same
尚、第1室体2は、浮かせ機構部4によって水深300mから500mの範囲内に浮かせるように構成されていることが望ましい。
このことにより、第1室体2をメタンハイドレートの生成条件を満たす水深(約400m)の境界付近に浮かせることができ、第1室体2内におけるメタンハイドレートの分解に必要な熱量を少なく抑えることができる。また、メタンハイドレートの生成条件を満たす水深では二酸化炭素ハイドレートも生成する。したがって、第1室体2が位置する水深の圧力および温度で二酸化炭素ハイドレートを生成させることができる。
The
As a result, the
<第1室体の他の構成>
取り出し部38から取り出されるガスは、取り出しライン66から分岐されたライン72によりCO2導入ライン7に合流可能に構成されていることが望ましい。ライン72にはライン72を開閉するバルブ74が設けられている。
第1室体2内の水(メタンガス回収付随水W)中でハイドレート化しないで通過する二酸化炭素ガスがある場合、メタンガスと二酸化炭素ガスが混ざって取り出しライン66により送られてしまう。このような場合には、バルブ74を開けるとともに取り出しライン66に設けられたバルブ70を閉じ、二酸化炭素ガスとメタンガスが混ざった混合ガスを第1室体2に循環させる。このことによって、回収するメタンガスへの二酸化炭素の混入を抑制または回避することができる。
<Other configurations of the first chamber>
It is desirable that the gas taken out from the take-out
When there is carbon dioxide gas that passes without being hydrated in the water in the first chamber body 2 (water W associated with methane gas recovery), the methane gas and the carbon dioxide gas are mixed and sent by the
本実施形態においても、第1室体2でメタンガス回収付随水Wから生成した二酸化炭素ハイドレートを、第1室体2の排出部8から水中に排出することにより、二酸化炭素ハイドレートが自重により沈むので、メタンガス回収付随水Wをハイドレートとして水底に戻すことができる。
Also in the present embodiment, the carbon dioxide hydrate generated from the methane gas recovery-accompanying water W in the
尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.
2 第1室体、4 浮かせ機構部、6 送水ライン、
7 CO2導入ライン、8 排出部、
10 メタンガス回収付随水の処理装置、12 海底(水底)、
13 メタンガス回収装置、14 メタンハイドレート層、
15 海面(水面)、16 メタンガス回収船、17 気液分離部、
18 海中(水中)、19 メタンガス貯留部、20 バラストタンク、
22 バラスト水、23 気液界面、24 スラスター、25 ガス排出ライン、
26 バルブ(圧力調整部)、30 メタンガス回収付随水の処理装置
32 第2室体、33 浮かせ機構部、34 導入部、
35 取り出しライン、36 受け入れ部、37 スラスター、
38 取り出し部、40 加熱部、42 熱交換部、44 ポンプ、48 送水ライン、
50 ベルマウス、52 気液界面、53 バルブ(圧力調整部)、
54 循環ライン 56 熱交換部、58 筒状ネット、
60 メタンガス回収付随水の処理装置、62 加熱部、64 取り出し部、
66 取り出しライン、68 気液界面、70 バルブ(圧力調整部)、
72 ライン、74バルブ
2 first chamber body, 4 floating mechanism, 6 water supply line,
7 CO 2 introduction line, 8 discharge section,
10 Water treatment equipment associated with methane gas recovery, 12 Sea bottom (water bottom),
13 Methane gas recovery device, 14 Methane hydrate layer,
15 sea surface (water surface), 16 methane gas recovery vessel, 17 gas-liquid separation part,
18 Underwater (underwater), 19 Methane gas reservoir, 20 Ballast tank,
22 ballast water, 23 gas-liquid interface, 24 thrusters, 25 gas discharge line,
26 Valve (pressure adjusting part), 30 Methane gas recovery associated
35 take-out line, 36 receiving section, 37 thruster,
38 extraction section, 40 heating section, 42 heat exchange section, 44 pump, 48 water supply line,
50 bell mouth, 52 gas-liquid interface, 53 valve (pressure adjusting part),
54
60 Water treatment equipment associated with methane gas recovery, 62 heating section, 64 extraction section,
66 take-out line, 68 gas-liquid interface, 70 valve (pressure adjusting part),
72 lines, 74 valves
Claims (11)
二酸化炭素と前記回収付随水とを入れることが可能であって、前記回収付随水を原料水として二酸化炭素ハイドレートを生成可能な第1室体と、
前記第1室体内において生成する二酸化炭素ハイドレートを水中に排出する排出部と、
を備えることを特徴とする、メタンガス回収付随水の処理装置。 With the methane gas recovery from the methane hydrate in the bottom of the water, a methane gas recovery associated water treatment apparatus moved from the bottom of the water to a shallow area or above the bottom of the water,
A first chamber body capable of containing carbon dioxide and the recovered water, and capable of generating carbon dioxide hydrate using the recovered water as raw water;
A discharge section for discharging carbon dioxide hydrate generated in the first chamber into water;
An apparatus for treating methane gas recovery-accompanying water, comprising:
前記第1室体を水中に浮かせる浮かせ機構部を備えることを特徴とする、メタンガス回収付随水の処理装置。 In the methane gas recovery-accompanying water treatment apparatus according to claim 1,
A methane gas recovery-accompanying water treatment apparatus, comprising: a floating mechanism unit that floats the first chamber body in water.
前記排出部が、前記第1室体の底部に設けられていることを特徴とする、メタンガス回収付随水の処理装置。 In the methane gas recovery associated water treatment apparatus according to claim 1 or 2,
The apparatus for treating methane gas recovery-accompanying water, wherein the discharge part is provided at the bottom of the first chamber body.
前記第1室体内が、
水中に位置して前記水底から水中を上昇してくるメタンハイドレートの塊を受け入れ可能に構成されているとともに、前記第1室体内で前記メタンハイドレートが分解して生成するメタンガスを取り出す取り出し部を備えていることを特徴とする、メタンガス回収付随水の処理装置。 In the processing apparatus for water accompanying methane gas recovery described in claim 2,
The inside of the first chamber is
A take-out section that is configured to receive a mass of methane hydrate that is located in water and that rises from the bottom of the water, and that extracts methane gas generated by decomposition of the methane hydrate in the first chamber. A methane gas recovery-accompanying water treatment apparatus, comprising:
水底のメタンハイドレートの塊を受け入れて、室体を水中に浮かせた状態でメタンハイドレートを分解する第2室体を備え、
第2室体内の水を、前記回収付随水として前記第1室体内に送るように構成されていることを特徴とする、メタンガス回収付随水の処理装置。 In the apparatus for treating water accompanying methane gas recovery in claim 2,
It has a second chamber body that accepts a mass of methane hydrate at the bottom of the water and decomposes the methane hydrate with the chamber body floating in water.
The apparatus for treating methane gas recovery-accompanying water is configured to send water in the second chamber as the recovery-accompanying water to the first chamber.
前記第1室体内と前記第2室体内との間で熱交換可能に構成されていることを特徴とする、メタンガス回収付随水の処理装置。 In the processing apparatus for water accompanying methane gas recovery according to claim 5,
An apparatus for treating methane gas recovery-accompanying water, wherein heat exchange is possible between the first chamber and the second chamber.
第1室体内において、前記回収付随水を原料水として二酸化炭素ハイドレートを生成する生成工程と、
生成した前記二酸化炭素ハイドレートが自重により水中に沈むことによって前記水底に戻す戻し工程と、
を有することを特徴とする、メタンガス回収付随水の処理方法。 A process for treating methane gas recovery associated water that has been moved from the water bottom to a shallower area of the water bottom or on the water, along with methane gas recovery from methane hydrate at the bottom of the water,
In the first chamber, a generation step of generating carbon dioxide hydrate using the collected water as raw water,
A step of returning the generated carbon dioxide hydrate to the water bottom by sinking in water by its own weight;
A method for treating water accompanying methane gas recovery, characterized by comprising:
前記生成工程は、前記第1室体内を水中に浮かせた状態で行われることを特徴とする、メタンガス回収付随水の処理方法。 The method for treating water accompanying recovery of bottom methane hydrate according to claim 7,
The method for generating water associated with methane gas recovery, wherein the generating step is performed in a state where the first chamber is floated in water.
水底に在るメタンハイドレートを塊の状態で上昇させて水中に位置する前記第1室体内に受け入れるメタンハイドレートの第1上昇工程と、
前記第1室体内でメタンハイドレートを加熱した水と接触させて分解する第1分解工程と、
前記分解工程で生成したメタンガスを第1室体内から取り出して回収する第1メタンガス回収工程と、
を有することを特徴とする、水底メタンハイドレートの回収付随水の処理方法。 The method for treating water associated with recovery of bottom methane hydrate according to claim 8,
A first raising step of methane hydrate which raises methane hydrate present in the bottom of the water in a lump and is received in the first chamber located in water;
A first decomposition step of decomposing the methane hydrate in contact with heated water in the first chamber;
A first methane gas recovery step of taking out and recovering the methane gas generated in the decomposition step from the first chamber;
A method for treating water accompanying the recovery of bottom methane hydrate, comprising:
水底に在るメタンハイドレートを塊の状態で上昇させて水中に位置する前記第2室体内に受け入れるメタンハイドレートの第2上昇工程と、
前記第2室体内でメタンハイドレートを加熱した水と接触させて分解する第2分解工程と、
前記分解工程で生成したメタンガスを第1室体内から取り出して回収する第2メタンガス回収工程と、
前記第2室体内の水を前記第1室体に送る送水工程と、
を有することを特徴とする、水底メタンハイドレートの回収付随水の処理方法。 The method for treating water associated with recovery of bottom methane hydrate according to claim 8,
A second step of raising the methane hydrate present in the bottom of the water in the form of a lump to be received in the second chamber located in the water;
A second decomposing step of decomposing methane hydrate in contact with heated water in the second chamber;
A second methane gas recovery step of taking out and recovering the methane gas generated in the decomposition step from the first chamber;
A water feeding step of sending water in the second chamber to the first chamber;
A method for treating water accompanying the recovery of bottom methane hydrate, comprising:
前記第1室体内と前記第2室体内との間で熱交換させるようにすることを特徴とする、水底メタンハイドレートの回収付随水の処理方法。 The method for treating water associated with recovery of bottom methane hydrate according to claim 10,
A method for treating water associated with recovery of bottom methane hydrate, wherein heat exchange is performed between the first chamber and the second chamber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015046935A JP6341518B2 (en) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Methane gas recovery associated water treatment apparatus and treatment method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015046935A JP6341518B2 (en) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Methane gas recovery associated water treatment apparatus and treatment method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016166487A true JP2016166487A (en) | 2016-09-15 |
JP6341518B2 JP6341518B2 (en) | 2018-06-13 |
Family
ID=56898083
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015046935A Expired - Fee Related JP6341518B2 (en) | 2015-03-10 | 2015-03-10 | Methane gas recovery associated water treatment apparatus and treatment method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6341518B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109661501A (en) * | 2016-11-11 | 2019-04-19 | 三井易艾斯控股有限公司 | Gas hydrate recovery method and gas hydrate recyclable device |
WO2019123571A1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | 日揮株式会社 | Methane gas production equipment and methane gas production method |
JP7141653B1 (en) | 2022-05-21 | 2022-09-26 | ▲昇▼ 蓮池 | Gas sampling device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110905505A (en) * | 2019-11-28 | 2020-03-24 | 辽宁工程技术大学 | Coal mining method based on carbon dioxide blasting |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH054039A (en) * | 1991-06-27 | 1993-01-14 | Chubu Electric Power Co Inc | Method for immobilizing carbon dioxide to deep sea |
US5950732A (en) * | 1997-04-02 | 1999-09-14 | Syntroleum Corporation | System and method for hydrate recovery |
JP2003284940A (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-07 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Method for generating gas hydrate in sea, gas hydrate generator, and underwater storage system of carbon dioxide |
JP2007512454A (en) * | 2003-11-13 | 2007-05-17 | アール. イェミントン チャールズ | Natural gas production from hydrate |
JP2009215818A (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Shimomura Sangyo Kk | Methane hydrate sampling apparatus |
JP2010037932A (en) * | 2008-07-07 | 2010-02-18 | Shimizu Corp | Method for producing methane gas from methane hydrate and device for producing methane gas from methane hydrate |
JP2012518102A (en) * | 2009-02-13 | 2012-08-09 | シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー | A method for converting hydrate buried in the seabed into a hydrocarbon composition with market value. |
JP2012172418A (en) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | Device and method to extract methane gas from methane hydrate |
-
2015
- 2015-03-10 JP JP2015046935A patent/JP6341518B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH054039A (en) * | 1991-06-27 | 1993-01-14 | Chubu Electric Power Co Inc | Method for immobilizing carbon dioxide to deep sea |
US5950732A (en) * | 1997-04-02 | 1999-09-14 | Syntroleum Corporation | System and method for hydrate recovery |
JP2003284940A (en) * | 2002-03-28 | 2003-10-07 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Method for generating gas hydrate in sea, gas hydrate generator, and underwater storage system of carbon dioxide |
JP2007512454A (en) * | 2003-11-13 | 2007-05-17 | アール. イェミントン チャールズ | Natural gas production from hydrate |
JP2009215818A (en) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Shimomura Sangyo Kk | Methane hydrate sampling apparatus |
JP2010037932A (en) * | 2008-07-07 | 2010-02-18 | Shimizu Corp | Method for producing methane gas from methane hydrate and device for producing methane gas from methane hydrate |
JP2012518102A (en) * | 2009-02-13 | 2012-08-09 | シエル・インターナシヨナル・リサーチ・マートスハツペイ・ベー・ヴエー | A method for converting hydrate buried in the seabed into a hydrocarbon composition with market value. |
JP2012172418A (en) * | 2011-02-22 | 2012-09-10 | Nippon Steel Engineering Co Ltd | Device and method to extract methane gas from methane hydrate |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109661501A (en) * | 2016-11-11 | 2019-04-19 | 三井易艾斯控股有限公司 | Gas hydrate recovery method and gas hydrate recyclable device |
WO2019123571A1 (en) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | 日揮株式会社 | Methane gas production equipment and methane gas production method |
JPWO2019123571A1 (en) * | 2017-12-20 | 2020-12-10 | 日揮グローバル株式会社 | Methane gas production equipment and methane gas production method |
US11225858B2 (en) | 2017-12-20 | 2022-01-18 | Jgc Corporation | Methane gas production facility and methane gas production method |
JP7050811B2 (en) | 2017-12-20 | 2022-04-08 | 日揮グローバル株式会社 | Methane gas production equipment and methane gas production method |
JP7141653B1 (en) | 2022-05-21 | 2022-09-26 | ▲昇▼ 蓮池 | Gas sampling device |
JP2023171696A (en) * | 2022-05-21 | 2023-12-04 | ▲昇▼ 蓮池 | gas sampling device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6341518B2 (en) | 2018-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3914994B2 (en) | Integrated facilities with natural gas production facilities and power generation facilities from methane hydrate sediments | |
JP6341518B2 (en) | Methane gas recovery associated water treatment apparatus and treatment method | |
CN105625998B (en) | A kind of reverse recovery method of sea bed gas hydrate stabilized zone and its winning apparatus | |
JP3395008B2 (en) | System and method for hydrate recovery | |
WO2014157118A1 (en) | Seabed resource lifting device | |
JP4871279B2 (en) | Gas hydrate generation method, replacement method and mining method | |
JP2017071959A (en) | Gas recovery device and gas recovery method from water bottom methane hydrate | |
US9394169B2 (en) | Gas hydrate conversion system for harvesting hydrocarbon hydrate deposits | |
JP2012172418A (en) | Device and method to extract methane gas from methane hydrate | |
JP2011084896A (en) | Production device of methane gas from methane hydrate and production process of methane gas from methane hydrate by use of the same | |
US8794710B2 (en) | Deep undersea mining system and mineral transport system | |
JP2015031097A (en) | Methane hydrate collection system, and methane hydrate collection method | |
WO2011072963A1 (en) | Converting an underwater methane hydrate containing deposit into a marketable product | |
EP2176496A1 (en) | Hydrothermal energy and deep sea resource recovery system | |
CN105545257A (en) | Exploitation method and equipment for natural gas hydrate on shallow layer of seabed | |
JP2006052395A (en) | Method for recovering gas from gas hydrate, recovering apparatus and method for regasification of gas hydrate | |
JP4261813B2 (en) | Gas hydrate undersea generation method, gas hydrate generation apparatus, and carbon dioxide underwater storage system | |
JP6072840B2 (en) | Methane hydrate gasifier and method for recovering methane gas from bottom methane hydrate | |
US20240254020A1 (en) | Systems and methods for removal and sequestration of acidity from surface seawater | |
JP6554322B2 (en) | Fluid separation device and fluid separation method | |
JP5278863B1 (en) | Methane gas production equipment from methane hydrate | |
KR101427564B1 (en) | oxygen and hydrogen supply system with floating offshore combind generator | |
JP2015168971A (en) | Marine mineral lifting method and marine mineral lifting system | |
JP2011052493A (en) | Device for producing methane gas from methane hydrate and method for producing methane gas from methane hydrate using the same | |
JP6016173B2 (en) | Methane hydrate collection method using horizontal well and quicklime |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170307 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180111 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180306 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180328 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180328 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6341518 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |