JP3970073B2 - ガスハイドレートペレット輸送船 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ガスと水との水和物であるガスハイドレートをペレット化して輸送するガスハイドレートペレット輸送船に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、天然ガスは、液化天然ガス（以下、ＬＮＧという）、あるいは圧縮天然ガスとして輸送されているが、ＬＮＧは、温度をマイナス１６２℃に保って輸送する必要があるため、特別に製作された高価なタンクを備えた特別な船舶、すなわち、ＬＮＧ船が必要である。
【０００３】
また、ＬＮＧは、天然ガスをマイナス１６２℃に冷却して液化させるため、その製造には、大掛かりな設備や多大なエネルギーが必要である。更に、ＬＮＧは、温度コントロールが不調になると、急激に気化するため、非常に危険である。また、ＬＮＧは、上記のように、極低温のため、気化速度が速く、長期貯蔵に不向きである。
【０００４】
一方、クリーンなエネルギー源や各種製品の原料として、天然ガスが注目されているが、その輸送や貯蔵などを容易にするため、人工的、或いは工業的に天然ガスからガスハイドレート（以下、ＮＧＨという）を生成する研究が行われている。
【０００５】
ＮＧＨは、水の分子の作るカゴの中にガスの分子が一つずつ収まっている結晶構造を持っており、例えば、メタンハイドレートの場合、常圧で１ｍ3 のメタンハイドレート中に１６４ｍ3 のメタンを包蔵しているといわれている。なお、水の体積は、０．８ｍ3 である。
【０００６】
このように、メタンハイドレートは、高いガス包蔵性を有しているので、ＬＮＧに代わる天然ガスの新しい輸送及び貯蔵体として注目されている。メタンハイドレート中のメタンガス密度は、ＬＮＧの約３．５分の１であるが、人工的、或いは工業的に製造する場合には、ＬＮＧのように液化温度以下、すなわち、マイナス１６２℃以下に冷却する必要がないため、エネルギー効率が大幅に改善されるといわれている。
【０００７】
メタンハイドレートを人工的に製造する場合は、例えば、温度を１〜１０℃、圧力を３０〜１００気圧に保持した圧力容器内の水中にメタンガスを供給、あるいは、メタンガス中にノズルなどの散布手段から水又は不凍液を散布することにより水又は不凍液とメタンとが合成してメタンハイドレートが生成される。
【０００８】
メタンハイドレートは、粉体のままでは充填率（メタンハイドレートの体積／貯蔵容器の体積）が小さいため、脱水後、ペレタイザーなどの造粒機によってペレット状（粒状）に形成して、貯蔵あるいは輸送することが考えられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況に鑑みて、ＬＮＧ船に代わる全く新らしいタイプのガスハイドレートペレット輸送船の開発が要望されている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、係る要望に鑑みて発明されたものであって、次のように構成されている。
【００１１】
請求項１に記載したように、本発明のガスハイドレートペレット輸送船は、タンク内に設けた網状物とタンク内側面との間にスラリー母液溜まりを設け、該スラリー母液溜まりに対応するタンク下部にスラリー母液排出装置を設けた輸送船であって、ガスハイドレートペレット積載時に、前記タンクの下部に設けたスラリー積込装置から前記タンク内に、ガスハイドレートペレットと、該ガスハイドレートペレットより比重が大で、かつ、常温以下の温度で液体であるスラリー母液よりなるガスハイドレートスラリーを積み込むことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載したように、本発明のガスハイドレートペレット輸送船は、タンク内に積載されたガスハイドレートペレットを輸送するガスハイドレートペレット輸送船であって、ガスハイドレートペレット荷揚げ時に、前記タンク内にガスハイドレートペレットより比重が大で、かつ、常温以下の温度で液体であるスラリー母液を注入し、浮上したガスハイドレートペレットをタンク上部に設けたガスハイドレート排出部からオーバーフローさせることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１９】
図１において、１は、ガスハイドレードペレット（以下、ＮＧＨペレットという）Ｐを輸送する輸送船であり、隔壁２によって仕切られた複数の船倉３が設けられている。そして、各船倉３内には、ＮＧＨペレットＰを収容する複数（この例では、４個）のタンク４が設置されている。
【００２０】
図２に示すように、各タンク４は、その外部が防熱材５で被覆されている。また、タンク４は、タンク頂部に第２のスラリー積込管６およびオーバーフロー管８を備え、それぞれには、止め弁７，９が設置されている。
【００２１】
また、タンク４の内側部の一部には、固液分離手段として縦長のメッシュ１０が設けられている。そして、メッシュ１０とタンク内側面１１間に形成させた母液溜まり１２に対向しているタンク下部には、母液排出管１３と止め弁１４が設置されている。固液分離手段としては、ＮＧＨペレットＰと母液Ｄとを分離できるものであれば、如何なるものでもよい。
【００２２】
更に、タンク下部には、第１のスラリー積込管１５および母液注入管１７が設けられ、それぞれには、止め弁１６，１８が設置されている。
【００２３】
一方、ガスハイドレート（ＮＧＨ）は、脱水後、造粒機などを用いて粒状（球状）のＮＧＨペレットＰに形成される。このＮＧＨペレットＰは、積荷や揚荷に際して、ＮＧＨペレットＰより比重が大で、かつ、常温以下の温度で液体である母液Ｄと、約１対３の比率で混合され、ガスハイドレートペレットスラリー（以下、ＮＧＨペレットスラリーという）Ｓとなる。母液としては、例えば、マイナス２５℃でも凍結しない軽油や、自動車の冷却液として用いられるエチレングリコールなどが好ましく使用される。
【００２４】
次に、ＮＧＨペレットＰの積荷及び揚荷作業について説明する。なお、説明の都合上、１つのタンクの積荷及び揚荷作業について説明する。
（１）積荷作業
図３に示すように、
（ａ）母液注入管１７の止め弁１８を「閉」、
（ｂ）第１のスラリー積込管１５の止め弁１６を「開」、
（ｃ）オーバフロー管８の止め弁９を「開」、
（ｄ）母液排出管１３の止め弁１４を「開」、
とし、タンク下部の第１のスラリー積込管１５からＮＧＨペレットスラリーＳをタンク４内に積み込む。すると、タンク４内にＮＧＨペレットスラリーＳが積み込まれて行くとともに、オーバフロー管８からタンク４内に充填されていた不活性ガス又はＧＨガスＧが排出される。
【００２５】
積み込みが進行すると、図４に示すように、第２のスラリー積込管６の止め弁７を「開」とし、上下両方のスラリー積込管６，１５からＮＧＨペレットスラリーＳを積み込む。タンク４内の母液Ｄは、メッシュ１０を通過した後、母液溜まり１２を経て母液排出管１３からタンク４外に排出される。
（２）ＮＧＨペレットの輸送
図５に示すように、ＮＧＨペレットＰがタンク４内に充満した状態になると、積み込みを終了し、全ての止め弁７，９，１４，１６，１８を「閉」とし、積荷を完了する。その後、輸送船１を荷揚地に運航される。
【００２６】
ところで、タンク４内に、母液Ｄの一部、具体的には、各ＮＧＨペレットＰの間隙に母液Ｄが残留する程度に残してもよい。ＮＧＨペレットＰに作用する圧密が防止され、ＮＧＨペレットＰの氷結防止が期待できる。また、揚荷の際の再スラリー化が容易になる。
（３）揚荷作業
図６に示すように、
（ａ）母液注入管１７の止め弁１８を「開」、
（ｂ）第１，第２スラリー積込管６，１５の止め弁７，１６を「閉」、
（ｃ）オーバフロー管８の止め弁９を「開」、
（ｄ）母液排出管１３の止め弁１４を「閉」、
とし、母液注入管１７から母液Ｄを注入する。すると、母液溜まり１２内の液面が上昇するに連れてタンク４内に充填されていた不活性ガス又はＧＨガスＧがオーバフロー管８より排出される。その後、浮上したＮＧＨペレットＰがオーバフロー管８より排出され、荷揚げされる。
【００２７】
このまま母液Ｄを注入し続けると、図７に示すように、タンク４内は、母液Ｄで満杯となる。ＮＧＨペレットＰの荷揚げ完了後、図８に示すように、母液排出管１３の止め弁１４を「開」とし、タンク４内の母液Ｄを排出する。この時、オーバフロー管８の止め弁９を開き、ＧＨガスや不活性ガスＧを注入する。これらのガスＧの注入は、母液Ｄの一部が残留するまで行われる。
（３）輸送船の回航
その後、輸送船１は、積荷地に回航される。タンク４には、タンク内の比較的上部に全周にわたって冷却パイプ２１が設置されている。空タンクのままでは侵入熱のため、温度が上昇する。すると、積荷時にタンク４を−１０℃〜−２５℃に冷却する必要があるため、タンク４内の母液Ｄを母液排出管１３からポンプ２２を介して冷却器２３に通して−１０℃〜−２５℃に冷却し、タンク４上部より、常時、タンク４の側面に流し、タンク４を冷却する。
【００２８】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、ＮＧＨペレットと、このＮＧＨペレットより比重が大で、かつ、常温以下の温度で液体であるスラリー母液とによりＮＧＨペレットスラリーを形成し、このＮＧＨペレットスラリーをタンク内に積み込み又は積み降ろしするようにしたため、ＮＧＨペレットの積み込み、積み降ろしを行うための輸送エネルギーの低減を計ることが可能になった。
【００２９】
また、タンクに積み込まれたＮＧＰペレットにスラリー母液を注入して、再度、ＮＧＨペレットスラリーとし、このＮＧＨペレットスラリーをタンク上部からオーバーフローさせて排出するようにしたため、積み降ろしのための装置を小型化することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスハイドレードペレット輸送船の縦断面図である。
【図２】本発明に係るガスハイドレードペレット輸送船の横断面図である。
【図３】積荷開始時の説明図である。
【図４】積荷中の説明図である。
【図５】積荷完了及び輸送中の説明図である。
【図６】揚荷開始時の説明図である。
【図７】揚荷完了前の説明図である。
【図８】揚荷完了時の説明図である。
【図９】空荷航行中の説明図である。
【符号の説明】
１ 船体
２ 隔壁
３ 船倉
４ タンク
５ 防熱材
６ スラリー積込管
７、９、１４、１６、１８ 止め弁
８ オーバフロー管
１０ メッシュ
１１ 内側面
１２ 母液溜まり
１３ 母液排出管
１５ スラリー積込管
１７ 母液注入管
２１ 冷却パイプ
２２ ポンプ
２３ 冷却器
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ガスと水との水和物であるガスハイドレートをペレット化して輸送するガスハイドレートペレット輸送船に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、天然ガスは、液化天然ガス（以下、ＬＮＧという）、あるいは圧縮天然ガスとして輸送されているが、ＬＮＧは、温度をマイナス１６２℃に保って輸送する必要があるため、特別に製作された高価なタンクを備えた特別な船舶、すなわち、ＬＮＧ船が必要である。
【０００３】
また、ＬＮＧは、天然ガスをマイナス１６２℃に冷却して液化させるため、その製造には、大掛かりな設備や多大なエネルギーが必要である。更に、ＬＮＧは、温度コントロールが不調になると、急激に気化するため、非常に危険である。また、ＬＮＧは、上記のように、極低温のため、気化速度が速く、長期貯蔵に不向きである。
【０００４】
一方、クリーンなエネルギー源や各種製品の原料として、天然ガスが注目されているが、その輸送や貯蔵などを容易にするため、人工的、或いは工業的に天然ガスからガスハイドレート（以下、ＮＧＨという）を生成する研究が行われている。
【０００５】
ＮＧＨは、水の分子の作るカゴの中にガスの分子が一つずつ収まっている結晶構造を持っており、例えば、メタンハイドレートの場合、常圧で１ｍ3 のメタンハイドレート中に１６４ｍ3 のメタンを包蔵しているといわれている。なお、水の体積は、０．８ｍ3 である。
【０００６】
このように、メタンハイドレートは、高いガス包蔵性を有しているので、ＬＮＧに代わる天然ガスの新しい輸送及び貯蔵体として注目されている。メタンハイドレート中のメタンガス密度は、ＬＮＧの約３．５分の１であるが、人工的、或いは工業的に製造する場合には、ＬＮＧのように液化温度以下、すなわち、マイナス１６２℃以下に冷却する必要がないため、エネルギー効率が大幅に改善されるといわれている。
【０００７】
メタンハイドレートを人工的に製造する場合は、例えば、温度を１〜１０℃、圧力を３０〜１００気圧に保持した圧力容器内の水中にメタンガスを供給、あるいは、メタンガス中にノズルなどの散布手段から水又は不凍液を散布することにより水又は不凍液とメタンとが合成してメタンハイドレートが生成される。
【０００８】
メタンハイドレートは、粉体のままでは充填率（メタンハイドレートの体積／貯蔵容器の体積）が小さいため、脱水後、ペレタイザーなどの造粒機によってペレット状（粒状）に形成して、貯蔵あるいは輸送することが考えられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このような状況に鑑みて、ＬＮＧ船に代わる全く新らしいタイプのガスハイドレートペレット輸送船の開発が要望されている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、係る要望に鑑みて発明されたものであって、次のように構成されている。
【００１１】
請求項１に記載したように、本発明のガスハイドレートペレット輸送船は、タンク内に設けた網状物とタンク内側面との間にスラリー母液溜まりを設け、該スラリー母液溜まりに対応するタンク下部にスラリー母液排出装置を設けた輸送船であって、ガスハイドレートペレット積載時に、前記タンクの下部に設けたスラリー積込装置から前記タンク内に、ガスハイドレートペレットと、該ガスハイドレートペレットより比重が大で、かつ、常温以下の温度で液体であるスラリー母液よりなるガスハイドレートスラリーを積み込むことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載したように、本発明のガスハイドレートペレット輸送船は、タンク内に積載されたガスハイドレートペレットを輸送するガスハイドレートペレット輸送船であって、ガスハイドレートペレット荷揚げ時に、前記タンク内にガスハイドレートペレットより比重が大で、かつ、常温以下の温度で液体であるスラリー母液を注入し、浮上したガスハイドレートペレットをタンク上部に設けたガスハイドレート排出部からオーバーフローさせることを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１９】
図１において、１は、ガスハイドレードペレット（以下、ＮＧＨペレットという）Ｐを輸送する輸送船であり、隔壁２によって仕切られた複数の船倉３が設けられている。そして、各船倉３内には、ＮＧＨペレットＰを収容する複数（この例では、４個）のタンク４が設置されている。
【００２０】
図２に示すように、各タンク４は、その外部が防熱材５で被覆されている。また、タンク４は、タンク頂部に第２のスラリー積込管６およびオーバーフロー管８を備え、それぞれには、止め弁７，９が設置されている。
【００２１】
また、タンク４の内側部の一部には、固液分離手段として縦長のメッシュ１０が設けられている。そして、メッシュ１０とタンク内側面１１間に形成させた母液溜まり１２に対向しているタンク下部には、母液排出管１３と止め弁１４が設置されている。固液分離手段としては、ＮＧＨペレットＰと母液Ｄとを分離できるものであれば、如何なるものでもよい。
【００２２】
更に、タンク下部には、第１のスラリー積込管１５および母液注入管１７が設けられ、それぞれには、止め弁１６，１８が設置されている。
【００２３】
一方、ガスハイドレート（ＮＧＨ）は、脱水後、造粒機などを用いて粒状（球状）のＮＧＨペレットＰに形成される。このＮＧＨペレットＰは、積荷や揚荷に際して、ＮＧＨペレットＰより比重が大で、かつ、常温以下の温度で液体である母液Ｄと、約１対３の比率で混合され、ガスハイドレートペレットスラリー（以下、ＮＧＨペレットスラリーという）Ｓとなる。母液としては、例えば、マイナス２５℃でも凍結しない軽油や、自動車の冷却液として用いられるエチレングリコールなどが好ましく使用される。
【００２４】
次に、ＮＧＨペレットＰの積荷及び揚荷作業について説明する。なお、説明の都合上、１つのタンクの積荷及び揚荷作業について説明する。
（１）積荷作業
図３に示すように、
（ａ）母液注入管１７の止め弁１８を「閉」、
（ｂ）第１のスラリー積込管１５の止め弁１６を「開」、
（ｃ）オーバフロー管８の止め弁９を「開」、
（ｄ）母液排出管１３の止め弁１４を「開」、
とし、タンク下部の第１のスラリー積込管１５からＮＧＨペレットスラリーＳをタンク４内に積み込む。すると、タンク４内にＮＧＨペレットスラリーＳが積み込まれて行くとともに、オーバフロー管８からタンク４内に充填されていた不活性ガス又はＧＨガスＧが排出される。
【００２５】
積み込みが進行すると、図４に示すように、第２のスラリー積込管６の止め弁７を「開」とし、上下両方のスラリー積込管６，１５からＮＧＨペレットスラリーＳを積み込む。タンク４内の母液Ｄは、メッシュ１０を通過した後、母液溜まり１２を経て母液排出管１３からタンク４外に排出される。
（２）ＮＧＨペレットの輸送
図５に示すように、ＮＧＨペレットＰがタンク４内に充満した状態になると、積み込みを終了し、全ての止め弁７，９，１４，１６，１８を「閉」とし、積荷を完了する。その後、輸送船１を荷揚地に運航される。
【００２６】
ところで、タンク４内に、母液Ｄの一部、具体的には、各ＮＧＨペレットＰの間隙に母液Ｄが残留する程度に残してもよい。ＮＧＨペレットＰに作用する圧密が防止され、ＮＧＨペレットＰの氷結防止が期待できる。また、揚荷の際の再スラリー化が容易になる。
（３）揚荷作業
図６に示すように、
（ａ）母液注入管１７の止め弁１８を「開」、
（ｂ）第１，第２スラリー積込管６，１５の止め弁７，１６を「閉」、
（ｃ）オーバフロー管８の止め弁９を「開」、
（ｄ）母液排出管１３の止め弁１４を「閉」、
とし、母液注入管１７から母液Ｄを注入する。すると、母液溜まり１２内の液面が上昇するに連れてタンク４内に充填されていた不活性ガス又はＧＨガスＧがオーバフロー管８より排出される。その後、浮上したＮＧＨペレットＰがオーバフロー管８より排出され、荷揚げされる。
【００２７】
このまま母液Ｄを注入し続けると、図７に示すように、タンク４内は、母液Ｄで満杯となる。ＮＧＨペレットＰの荷揚げ完了後、図８に示すように、母液排出管１３の止め弁１４を「開」とし、タンク４内の母液Ｄを排出する。この時、オーバフロー管８の止め弁９を開き、ＧＨガスや不活性ガスＧを注入する。これらのガスＧの注入は、母液Ｄの一部が残留するまで行われる。
（３）輸送船の回航
その後、輸送船１は、積荷地に回航される。タンク４には、タンク内の比較的上部に全周にわたって冷却パイプ２１が設置されている。空タンクのままでは侵入熱のため、温度が上昇する。すると、積荷時にタンク４を−１０℃〜−２５℃に冷却する必要があるため、タンク４内の母液Ｄを母液排出管１３からポンプ２２を介して冷却器２３に通して−１０℃〜−２５℃に冷却し、タンク４上部より、常時、タンク４の側面に流し、タンク４を冷却する。
【００２８】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、ＮＧＨペレットと、このＮＧＨペレットより比重が大で、かつ、常温以下の温度で液体であるスラリー母液とによりＮＧＨペレットスラリーを形成し、このＮＧＨペレットスラリーをタンク内に積み込み又は積み降ろしするようにしたため、ＮＧＨペレットの積み込み、積み降ろしを行うための輸送エネルギーの低減を計ることが可能になった。
【００２９】
また、タンクに積み込まれたＮＧＰペレットにスラリー母液を注入して、再度、ＮＧＨペレットスラリーとし、このＮＧＨペレットスラリーをタンク上部からオーバーフローさせて排出するようにしたため、積み降ろしのための装置を小型化することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスハイドレードペレット輸送船の縦断面図である。
【図２】本発明に係るガスハイドレードペレット輸送船の横断面図である。
【図３】積荷開始時の説明図である。
【図４】積荷中の説明図である。
【図５】積荷完了及び輸送中の説明図である。
【図６】揚荷開始時の説明図である。
【図７】揚荷完了前の説明図である。
【図８】揚荷完了時の説明図である。
【図９】空荷航行中の説明図である。
【符号の説明】
１ 船体
２ 隔壁
３ 船倉
４ タンク
５ 防熱材
６ スラリー積込管
７、９、１４、１６、１８ 止め弁
８ オーバフロー管
１０ メッシュ
１１ 内側面
１２ 母液溜まり
１３ 母液排出管
１５ スラリー積込管
１７ 母液注入管
２１ 冷却パイプ
２２ ポンプ
２３ 冷却器
Claims (2)
- タンク内に設けた網状物とタンク内側面との間にスラリー母液溜まりを設け、該スラリー母液溜まりに対応するタンク下部にスラリー母液排出装置を設けた輸送船であって、ガスハイドレートペレット積載時に、前記タンクの下部に設けたスラリー積込装置から前記タンク内に、ガスハイドレートペレットと、該ガスハイドレートペレットより比重が大で、かつ、常温以下の温度で液体であるスラリー母液よりなるガスハイドレートスラリーを積み込むことを特徴とするガスハイドレートペレット輸送船。
- タンク内に積載されたガスハイドレートペレットを輸送するガスハイドレートペレット輸送船であって、ガスハイドレートペレット荷揚げ時に、前記タンク内にガスハイドレートペレットより比重が大で、かつ、常温以下の温度で液体であるスラリー母液を注入し、浮上したガスハイドレートペレットをタンク上部に設けたガスハイドレート排出部からオーバーフローさせることを特徴とするガスハイドレートペレット輸送船。
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| JP2002089098A JP3970073B2 (ja) | 2002-03-27 | 2002-03-27 | ガスハイドレートペレット輸送船 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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2002
- 2002-03-27 JP JP2002089098A patent/JP3970073B2/ja not_active Expired - Fee Related
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