JP3646157B2 - 二酸化炭素ハイドレートの生産方法 - Google Patents

二酸化炭素ハイドレートの生産方法 Download PDF

Info

Publication number
JP3646157B2
JP3646157B2 JP2000172587A JP2000172587A JP3646157B2 JP 3646157 B2 JP3646157 B2 JP 3646157B2 JP 2000172587 A JP2000172587 A JP 2000172587A JP 2000172587 A JP2000172587 A JP 2000172587A JP 3646157 B2 JP3646157 B2 JP 3646157B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hydrate
carbon dioxide
fluidized bed
bed reactor
seawater
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000172587A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2001348584A (ja
Inventor
章弘 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2000172587A priority Critical patent/JP3646157B2/ja
Publication of JP2001348584A publication Critical patent/JP2001348584A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3646157B2 publication Critical patent/JP3646157B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二酸化炭素(CO)ハイドレートの生産方法及び二酸化炭素ハイドレートとメタンガス又は天然ガスの併産方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
地球温暖化の対策として、COの海洋貯留法が検討されている。この方法は、COを水又は海水と反応させてCOハイドレートとして海底に貯留する方法である。
このCOをハイドレートとして海底に貯留する方法においては、その実用化の観点から、大量のCOを効率的にハイドレートに転換すること及び生成されるCOハイドレートを粗粒子化して、COハイドレートを海底に投棄する際にその海水への溶解速度を低めることが重要となる。しかしながら、これまでに、このような要件を満たす方法は未だ提案されていない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、COを水又は海水と反応させてCOハイドレートを生成させる方法において、大量のCOを効率的にハイドレートに転換させるとともに、生成するCOハイドレートの粒径を制御する方法を提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、流動層反応器内において二酸化炭素と水又は海水とを反応させて二酸化炭素ハイドレートを生産する方法であって、
(i)該水又は海水を該流動層反応器の底部又は下部から供給して該流動層反応器内に水又は海水の上昇流を形成させること、
(ii)該流動層反応器内に液体二酸化炭素を供給するとともに、該二酸化炭素を二酸化炭素ハイドレート微粒子の存在下で該水又は海水とを反応させて、該二酸化炭素ハイドレート微粒子上に二酸化炭素ハイドレートを生成させること、
(iii)該流動層反応器の下部から、二酸化炭素ハイドレート粗大粒子を抜出すこと、
(iv)該流動層反応器の上部から、二酸化炭素ハイドレート微粒子を水又は海水とともに抜出すとともに、該水又は海水の一部を除去した後、該流動層反応器内に循環させること、
を特徴とする二酸化炭素ハイドレート粗大粒子の生成方法が提供される。
また、本発明によれば、流動層反応器内において二酸化炭素と水又は海水とを反応させるとともに、メタンハイドレート又は天然ガスハイドレートを分解させて二酸化炭素ハイドレートとメタンガス又は天然ガスとを併産する方法であって、
(i)該水又は海水を該流動層反応器の底部又は下部から供給して該流動層反応器内に水又は海水の上昇流を形成させること、
(ii)該流動層反応器内に液体二酸化炭素を供給するとともに、該二酸化炭素を二酸化炭素ハイドレート微粒子の存在下で該水又は海水とを反応させて、該二酸化炭素ハイドレート微粒子上に二酸化炭素ハイドレートを生成させること、
(iii)該流動層反応器内にメタンハイドレート又は天然ガスハイドレートを供給し、分解させること、
(iv)該流動層反応器の下部から、二酸化炭素ハイドレート粗大粒子を抜出すこと、
(v)該流動層反応器の上部から、二酸化炭素ハイドレート微粒子を水又は海水とともに抜出すとともに、該水又は海水の一部を除去した後、該流動層反応器内に循環させること、
(vi)該流動層反応器の上部から、該メタンハイドレート又は天然ガスハイドレートの分解により生成したメタンを抜出すこと、
を特徴とする二酸化炭素ハイドレート粗大粒子とメタンガス又は天然ガスの併産方法が提供される。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明によるCOハイドレートの生産方法は、流動層反応器を用いて液体COと水又は海水と反応させてCOハイドレートを生成させる工程(COハイドレート生成工程)を含む。
図1にCOハイドレート生産方法のフローシートの1例を示す。
図1において、1は流動層反応器、2はCOハイドレート微粒子分別器、3はポンプを示す。
【0006】
図1のフローシートに従ってCOハイドレートを生産するには、流動層反応器1に対して、その底部(又は下部)から、ライン11を通って液体COを供給するとともに、水又は海水をポンプ3及びライン12を通して供給する。
流動層反応器1内へ供給された液体COは、水又は海水と反応して固体状のCOハイドレートに転換される。この場合、反応開始時には、ライン13を通してCOハイドレート種結晶を流動層反応器1の中間部、好ましくは反応器下部に供給して、COハイドレートをこの種結晶上で生成させる。これによって、結晶成長した粗大粒子を含むCOハイドレート粒子が得られる。反応が定常状態になった時点でCOハイドレート種結晶の供給を停止する。
【0007】
流動層反応器1には、その底部からの海水又は水の供給により、その流動層反応器内には海水の上昇流が形成されている。流動層反応器内の微粒子状のCOハイドレートは、その水又は海水の上昇流とともに上昇し、その流動層反応器の上部からライン14を通って抜出され、COハイドレート微粒子分別器2に導入される。
一方、流動層反応器1内の粗大COハイドレート粒子は、上昇する水又は海水中を降下し、その流動層反応器下部からライン15を通って水又は海水とともに抜出される。
【0008】
COハイドレート微粒子分別器2内へ導入されたCOハイドレート微粒子と水又は海水との混合物は、ここで水又は海水の一部がCOハイドレート微粒子から分離され、ライン16を通って抜出される。水又は海水が分離された後のCOハイドレート微粒子を高められた濃度で含む水又は海水(COハイドレートの水又は海水スラリー液)はライン17を通って流動層反応器1、好ましくはその下部に循環される。この流動層反応器1内へ循環されたCOハイドレート微粒子は、種結晶として作用し、その粒子上にCOハイドレートが析出して結晶の成長が起こり、COハイドレート粗大粒子が得られる。
【0009】
流動層反応器1内の温度は、0〜10℃、好ましくは0〜5℃であり、その圧力は50〜200気圧、好ましくは100〜150気圧である。また、流動層反応器1内の水又は海水の上昇速度は、線速度で0.05〜0.15m/分、好ましくは0.1〜0.15m/分である。ライン15を通して抜出されるCOハイドレート粗大粒子の粒径は、100〜1000μm、好ましくは200〜500μmである。
【0010】
COハイドレート微粒子分別器2内の温度は、0〜10℃、好ましくは1〜5℃であり、その圧力は45〜200気圧、好ましくは50〜80気圧である。この分別器2内の圧力は、流動層反応器1内の圧力よりも低く保持される。また、その温度は、好ましくは流動層反応器内の温度よりも高く保持される。また、分別器2内には、未反応のCOが同伴される場合があるが、このCOはライン18を通してCOガスとして抜出される。
【0011】
流動層反応器1は、円筒状の中空容器を用いて構成することができる。
一方、COハイドレート微粒子分別器2は、シックナー等の沈降分離機を用いて構成することができる。
【0012】
図1に示したフローシートに従って、COハイドレート粗大粒子を生産する場合の主要操作条件を示すと、以下の通りである。
(1)流動層反応器1
(i)反応温度:5℃
(ii)圧力 :80気圧
(iii)水又は海水の上昇線速度:0.1m/分
(2)ライン11
(i)液体CO流量:1重量部/h
(ii)液体CO圧力:80気圧
(iii)液体CO温度:5℃
(3)ライン12
(i)水又は海水流量:1重量部/h
(ii)水又は海水圧力:80気圧
(iii)水又は海水温度;5℃
(4)COハイドレート微粒子分別器2
(i)温度:5℃
(ii)圧力:80気圧
(5)ライン17
(i)COハイドレート微粒子の循環量:0.1重量部/h
(6)ライン15
(i)COハイドレート粗大粒子の抜出量:0.01重量部/h
(ii)COハイドレート粗大粒子の粒径 :100μm以上
【0013】
図1に示したCOハイドレートの生産方法によれば、流動層反応器内を上昇する水又は海水の流速により、ライン15を通って抜出されるCOハイドレート粒子の粒径を調節することができ、その流速を大きくすることにより、より大きな粒径のCOハイドレート粒子を得ることができる。
また、流動層反応器1は、連続方式で操作されることから、大量のCOをハイドレート化することが容易である。
【0014】
本発明のCOハイドレート生産方法は、その反応系内にメタンハイドレート又は天然ガスハイドレートを供給して分解させることにより、メタンガス又は天然ガスを併産する方法として利用することができる。
図2にCOハイドレートとメタンガス又は天然ガスを併産する方法のフローシートの1例を示す。
図2において示した符号において、図1に示したものと同一の符号は図1の場合と同一の意味を有する。
【0015】
図2において、流動層反応器1内においては、図1の場合と同様に、水又は海水とCOとの反応によりCOハイドレートが生成される。この反応系に対して、メタンハイドレート又は天然ガスハイドレートの粒子が供給される。即ち、図2において、流動層反応器1の中間部にライン21を通ってメタンハイドレート粒子又は天然ガスハイドレート粒子が供給される。
このCOハイドレート生成反応系内に供給されたメタンハイドレート又は天然ガスハイドレートは、以下に示す反応式(1)及び(2)によりメタン又はメタンとエタンからなる天然ガスに分解される。
【化1】
CH・HO+CO → CH+CO・HO (1)
【化2】
・HO+CO → C+CO・HO (2)
この反応により生成したメタンガス又は天然ガス(CH+C)は、COハイドレート微粒子分別器2の上部からライン22を通って回収される。
【0016】
メタンハイドレート又は天然ガスハイドレートとしては、メタンガス又は天然ガスをハイドレート化したものを用いることができる。このようなメタンハイドレートや天然ガスハイドレートは、メタンやエタン等の低級炭化水素の液化ガスよりもその取り扱い性及び搬送性にすぐれたものである。例えば、メタンハイドレートや天然ガスハイドレートは、−5℃程度で約40気圧という緩和な条件で安定に保持することができる。このようなメインハイドレートや天然ガスハイドレートを輸送し、これを前記COハイドレート生成工程に供給して分解させ、メタンガスとして回収することは、COハイドレートとメタンガス又は天然ガスの併産方法として、非常に有利な工業的プロセスを与える。
【0017】
本発明によるCOハイドレートの生産方法は、陸上、特に海岸近くの陸上や、船上等をその生産地として実施することができ、生産されたCOハイドレートは、深さ500m以上の海底に安定に投棄することができる。
【0018】
本発明によるCOハイドレートとメタンガス又は天然ガスの併産方法は、陸上において有利に実施することができる。この場合、メタンガスハイドレート又は天然ガスハイドレートを低温船でその併産地まで運び、その併産地に降ろした後に、その低温船にCOハイドレートを積み、これをそのメタンガスハイドレート又は天然ガスハイドレートの生産地に帰る途中の適宜の海底に投棄する。
【0019】
【発明の効果】
本発明によれば、COハイドレートを連続的に効率よくかつ所望粒度の粗大粒子として生産することができる。
また、本発明によれば、COハイドレートの生成反応系にメタンハイドレート又は天然ガスハイドレートを供給することにより、COハイドレートとメタンガス又は天然ガスを併産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】二酸化炭素ハイドレートを生産する場合のフローシートの1例を示す。
【図2】二酸化炭素ハイドレートとメタンガス又は天然ガスを併産する場合のフローシートの1例を示す。
【符号の説明】
1 流動層反応器
2 二酸化炭素ハイドレート微粒子分別器
3 ポンプ

Claims (2)

  1. 流動層反応器内において二酸化炭素と水又は海水とを反応させて二酸化炭素ハイドレートを生産する方法であって、
    (i)該水又は海水を該流動層反応器の底部又は下部から供給して該流動層反応器内に水又は海水の上昇流を形成させること、
    (ii)該流動層反応器内に液体二酸化炭素を供給するとともに、該二酸化炭素を二酸化炭素ハイドレート微粒子の存在下で該水又は海水とを反応させて、該二酸化炭素ハイドレート微粒子上に二酸化炭素ハイドレートを生成させること、
    (iii)該流動層反応器の下部から、二酸化炭素ハイドレート粗大粒子を抜出すこと、
    (iv)該流動層反応器の上部から、二酸化炭素ハイドレート微粒子を水又は海水とともに抜出すとともに、該水又は海水の一部を除去した後、該流動層反応器内に循環させること、
    を特徴とする二酸化炭素ハイドレート粗大粒子の生産方法。
  2. 流動層反応器内において二酸化炭素と水又は海水とを反応させるとともに、メタンハイドレート又は天然ガスハイドレートを分解させて二酸化炭素ハイドレートとメタンガス又は天然ガスとを併産する方法であって、
    (i)該水又は海水を該流動層反応器の底部又は下部から供給して該流動層反応器内に水又は海水の上昇流を形成させること、
    (ii)該流動層反応器内に液体二酸化炭素を供給するとともに、該二酸化炭素を二酸化炭素ハイドレート微粒子の存在下で該水又は海水とを反応させて、該二酸化炭素ハイドレート微粒子上に二酸化炭素ハイドレートを生成させること、
    (iii)該流動層反応器内にメタンハイドレート又は天然ガスハイドレートを供給し、分解させること、
    (iv)該流動層反応器の下部から、二酸化炭素ハイドレート粗大粒子を抜出すこと、
    (v)該流動層反応器の上部から、二酸化炭素ハイドレート微粒子を水又は海水とともに抜出すとともに、該水又は海水の一部を除去した後、該流動層反応器内に循環させること、
    (vi)該流動層反応器の上部から、該メタンハイドレート又は天然ガスハイドレートの分解により生成したメタンを抜出すこと、
    を特徴とする二酸化炭素ハイドレート粗大粒子とメタンガス又は天然ガスの併産方法。
JP2000172587A 2000-06-08 2000-06-08 二酸化炭素ハイドレートの生産方法 Expired - Lifetime JP3646157B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000172587A JP3646157B2 (ja) 2000-06-08 2000-06-08 二酸化炭素ハイドレートの生産方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000172587A JP3646157B2 (ja) 2000-06-08 2000-06-08 二酸化炭素ハイドレートの生産方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001348584A JP2001348584A (ja) 2001-12-18
JP3646157B2 true JP3646157B2 (ja) 2005-05-11

Family

ID=18674963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000172587A Expired - Lifetime JP3646157B2 (ja) 2000-06-08 2000-06-08 二酸化炭素ハイドレートの生産方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3646157B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108434790A (zh) * 2018-05-09 2018-08-24 常州大学 一种水合物浆液气液固三相分离装置

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080072495A1 (en) * 1999-12-30 2008-03-27 Waycuilis John J Hydrate formation for gas separation or transport
AU2003227266B2 (en) * 2002-03-28 2008-09-18 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd Gas hydrate and method for production thereof
WO2004063314A1 (en) * 2003-01-07 2004-07-29 Servio Phillip D Formation of gas hydrates by fluidized bed granulation
JP4556704B2 (ja) * 2005-02-28 2010-10-06 Jfeエンジニアリング株式会社 ガスクラスレート製造方法及び装置
JP4924140B2 (ja) * 2007-03-27 2012-04-25 東京電力株式会社 炭酸ガスの地中貯留システム
JP5167716B2 (ja) * 2007-03-29 2013-03-21 Jfeエンジニアリング株式会社 包接水和物スラリーの製造方法及び製造装置
JP5129508B2 (ja) * 2007-04-27 2013-01-30 三井造船株式会社 ガスハイドレート洗浄塔
JP5062527B2 (ja) * 2007-11-09 2012-10-31 東京電力株式会社 高圧用炭酸ガス細泡化装置及びこれを用いた炭酸ガスの地中貯留システム
WO2010145676A1 (en) * 2009-06-19 2010-12-23 Bergen Teknologioverføring As Method of creating a carbon dioxide hydrate
JP5769112B2 (ja) * 2011-12-07 2015-08-26 Jfeエンジニアリング株式会社 気体分離方法及び装置そして気体処理方法及び装置
JP2015158424A (ja) * 2014-02-24 2015-09-03 清水建設株式会社 トリチウム水の処分方法および処分施設
CN110090544B (zh) * 2019-04-03 2021-11-09 华南理工大学 一种利用多孔颗粒强化水合分离ch4/co2的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108434790A (zh) * 2018-05-09 2018-08-24 常州大学 一种水合物浆液气液固三相分离装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001348584A (ja) 2001-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3646157B2 (ja) 二酸化炭素ハイドレートの生産方法
KR930008446B1 (ko) 2산화탄소의 고정화법 및 2산화탄소 고정투기장치 및 2산화탄소의 처리장치
CN102084086B (zh) 用于开采和加工海底沉积物的方法
CN1060839C (zh) 处理海上油田的井内物流的方法和装置
TW200839006A (en) Process for continuous production of hydrates
US7964150B2 (en) Apparatus for continuous production of hydrates
JP3395008B2 (ja) ハイドレート回収のためのシステムおよび方法
JP2015081346A (ja) 二酸化炭素と空気との混合ガスを注入する方法を用いたガスハイドレートの生産方法
US20210214626A1 (en) Method and System for Extracting Methane Gas, Converting it to Clathrates, and Transporting it for Use
WO2008055077A9 (en) System for continuous production of hydrates
AU2004252039B2 (en) Method and device for purification of air and water
JP6341518B2 (ja) メタンガス回収付随水の処理装置及び処理方法
JP4543232B2 (ja) メタンハイドレートの分解方法及び分解装置
JP3004393B2 (ja) 炭酸ガスの深海固定化方法
CN113187444A (zh) 深海可燃冰的开采及安全储运技术
JPWO2008120769A1 (ja) 天然ガスハイドレートの製造方法及びその装置
JP2003342590A (ja) ガスハイドレートの製造方法
EP4139268A1 (en) Method and system for extracting methane gas, converting the gas to clathrates, and transporting the gas for use
CN219431812U (zh) 天然气水合物置换开采并联产氢气的系统
JPH06226047A (ja) 二酸化炭素の海洋処理方法
JPH10265210A (ja) 二酸化炭素の海洋処理方法及び二酸化炭素ハイドレート粒子晶析装置
CN117569791A (zh) 一种天然气水合物开采、天然气净化和封存co2的方法
JPH054038A (ja) 炭酸ガスの処理装置
JPH054040A (ja) 炭酸ガス処理洋上基地
JPH0790167B2 (ja) 二酸化炭素の固定化法

Legal Events

Date Code Title Description
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: 20050111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3646157

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

EXPY Cancellation because of completion of term