JP4054622B2 - ガスハイドレート脱水機 - Google Patents
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- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去するガスハイドレート脱水機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスハイドレートを工業的に生成する方法として、メタンガスや天然ガスなどの反応ガスを充満させた反応塔内に水をスプレー状に噴射するスプレー方式と、水中に上記の反応ガスの気泡を吹き込み、攪拌装置で攪拌する方式の２つの方式が知られている。
【０００３】
しかし、いずれの方式の場合でも生成されたガスハイドレートは、含水率が３０〜９０％程度あるから脱水機を用いて輸送に適した１０％前後に脱水する必要がある。
【０００４】
この種の脱水には、遠心分離機やフィルタープレスなどを用いた機械的な脱水方法が考えられているが、高圧、高回転などの問題があり、機械的分離は困難でる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、ガスハイドレートがメタンガスや天然ガスなどの反応ガスと水から生成されていることに着目し、ガスハイドレートに付着している付着水を機械的に脱水するのではなく、ガスハイドレートに付着している付着水を反応ガスと再反応させることによって化学的に除去するようにしたのである。
【０００６】
本発明は、このような観点からなされたものであり、ガスハイドレートに付着している付着水を化学的に除去するガスハイドレート脱水機を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目標を達成するため、本発明のガスハイドレート脱水機は、横置き型の円筒状本体の一端側にガスハイドレートの供給口を設けると共に他端側に排出口を設け、更に反応ガスの導入口を前記排出口側に、反応ガスの排気口を前記供給口側にそれぞれ設け、前記本体内に供給されたガスハイドレートの付着水と本体内に導入された反応ガスとを反応させてガスハイドレートが生成される水和反応を利用したガスハイドレート脱水機であって、前記本体を長手方向に貫通する回転軸を設け、この回転軸に、前記供給口側からガスハイドレートを排出口側に前進させる移送スクリュウと、ガスハイドレートの固まりを破砕するハンマー翼と、ガスハイドレートを攪拌する攪拌翼とを一体的に設け、前記攪拌翼の終端近傍にガスハイドレートをオーバーフローさせる堰を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のガスハイドレート脱水機は、前記反応ガスの排気口と導入口とを連通する管路に、反応ガスを循環させるブロワと、反応ガスを冷却するクーラーとを設けたことを特徴とする。
【０００９】
前記堰は、前記円筒状本体内に供給されたガスハイドレートの滞留時間を調整するように高さを任意に調整可能に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
前記円筒状本体の外周に、この本体内に供給されたガスハイドレートを冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
【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。図１は本発明に係るガスハイドレート脱水機の第１の実施形態を示す概略図である。
【００１４】
図１において、１は、ガスハイドレート脱水機であり、脱水タンク２と、ブロワ３と、クーラー４及びブラインユニット５を備えている。
【００１５】
脱水タンク２は、ジャケット６を備えた横型のタンクであり、その内部に攪拌手段８及び可動堰９を備えている。
【００１６】
攪拌手段８は、供給部を構成する移送スクリュウ１０と、破砕部を構成するハンマー翼１１と、混合部を構成する攪拌翼１２とからなり、これらの部材は、駆動機１４によって積極的に回転される回転軸１３に取り付けられている。
【００１７】
可動堰９は、混合部にある攪拌翼１２の下流側に設置され、ガスハイドレートの滞留時間を任意に設定できるようになっている。この可動堰９は、脱水タンク２に固定された固定部１５と、高さを任意に調節できる可動部１６から構成され、可動部１６の高さは、可動部１６に回転自在に取り付けたスクリュウ軸１７を回転させることによって任意に調節できるようになっている。スクリュウ軸１７は、脱水タンク２に取り付けた雌ねじ部１８に螺合されている。
【００１８】
脱水タンク２は、移送スクリュウ１０に対向する箇所にガスハイドレートａを導入する導入口１９を有し、可動堰８の下流側に脱水後のガスハイドレートａ’を排出する排出口２０を有している。
【００１９】
また、脱水タンク２は、その上流部と下流部を連通するバイパス管７を有するとともに、バイパス管７の途中にブロワ３及びクーラー４を備えている。バイパス管７の後端は、二股に分岐し、脱水タンク２の下流部に接続している。バイパス管７は、メタンガスや天然ガスなどの反応ガスｂを補給する補給管２１を有している。
【００２０】
冷凍機等からなるブラインユニット５は、所定の温度（例えば、５℃〜−２０℃）に冷却させたブラインｃを配管２２を経て上記ジャケット６を供給するようになっている。ジャケット６を通過したブラインｃは、配管２３を経てブラインユニット５に戻るようになっている。なお、ブラインの一部は、所望により回転軸１３内に供給する場合もある。
【００２１】
次に、本発明のガスハイドレート脱水機による脱水作業について説明する。
【００２２】
先ず、可動堰９の可動部１６を昇降させて可動堰９の高さを所定の高さに調節する。その後、駆動機１４を駆動して攪拌手段８を回転させる。しかる後に、ブラインユニット５によって所定の温度（例えば、５℃〜−２０℃）に冷却されたブラインｃを配管２２を経てジャケット６に供給する一方、ブラワ３及びクーラー４を駆動し、メタンガスや天然ガスなどの反応ガスｂが所定の温度に冷却されるまで循環させる。
【００２３】
準備完了後、図示しないガスハイドレート生成槽によって生成されたガスハイドレート（含水率：２０〜９０％程度）ａを導入口１９から脱水タンク２内に導入する。
【００２４】
脱水タンク２内に導入されたガスハイドレートａは、移送スクリュウ１０によって破砕部に移送され、ハンマー翼１１によって固まりが破砕される。細かに破砕されたガスハイドレートａは、混合部の攪拌翼１２によって攪拌される。その際、ガスハイドレートに付着している付着水と反応ガスｂとが反応し、新たなガスハイドレートが生成する。このように、ガスハイドレートに付着している付着水と反応ガスｂとが再反応し、ガスハイドレートに付着している付着水が化学的に除去（脱水）される。そして、可動堤９を越える頃には、ガスハイドレートの含水率が３０％〜５％となる。
【００２５】
ガスハイドレートａに付着している付着水と反応ガスｂとが反応する際に発生した反応熱は、ジャケット６に供給されるブラインｃによって除去される。脱水されたガスハイドレートａ’は、可動堤９を越えた後、脱水タンク２の排出口２０から次工程に送出される。
【００２６】
図２は、本発明に係るガスハイドレート脱水機の第２の実施形態の要部を示す概略図である。このガスハイドレート脱水機１’は、冷却部一体型の脱水機であり、脱水タンク２’は、ジャケット６、攪拌手段８、可動堰９等で構成された脱水部３０の後流側に冷却部４０を備え、脱水部３０で脱水されたガスハイドレートａ’を冷却部４０で所定の温度に冷却することに特徴がある。
【００２７】
冷却部４０は、第２ジャケット６０と、第２攪拌翼１２０と、第２可動堰９０で構成され、第２ジャケット６０には、第２のブラインユニット５０から配管２５を経て更に低温（例えば、−１０℃〜−４５℃）のブラインｃ’が供給されるようになっている。第２ジャケット６０を通過したブラインｃ’は、配管２６を経て第２のブラインユニット５０に戻される。
【００２８】
第２攪拌翼１２０は、第２ジャケット６０に対向している回転軸１３の部分に設けられ、その下流側には、既に説明した可動堰９と同構造の第２可動堰９０が設置されている。その他の構造等については、第１の実施形態のものと変わりがないから同じ機器に同じ符号を付けて詳し説明については省略する。なお、この冷却部４０は、脱水部３０から独立させる場合もある。
【００２９】
以上の説明では、脱水タンクが横型の場合について説明したが、竪型の場合もある。また、攪拌手段は、供給部を構成する移送スクリュウや破砕部を構成するハンマー翼がない場合がある。また、可動堰がない場合がある。
【００３０】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去する脱水機において、前記ガスハイドレートを槽内に導入して攪拌するとともに、前記槽内にメタンガスや天然ガス等の反応ガスを導入してガスハイドレートに付着している付着水と再反応させ、この反応により新たなガスハイドレートを生成させることによってガスハイドレートに付着している付着水を除去し、かつ、反応時に生じた反応熱を反応熱除去手段により除去するので、下記のような優れた効果を有する。
【００３１】
すなわち、
（１） ガスハイドレートに付着している付着水を、メタンガスや天然ガス等の反応ガスと再反応させて脱水するので、遠心分離機等の機械的な方法で脱水する場合に比べて脱水効果が格段に向上する。
（２） ガスハイドレートを攪拌手段によって攪拌させることにより、反応熱の除去を容易にし、再ハイドレート化速度を促進できる。
（３） 可動堰を設けることにより、再ハイドレート化に要する適正な滞留時間の設定ができる。
（４） 攪拌手段によってハイドレートの固まりを破砕することができ、再ハイドレート化反応と、流動性の向上が得られる。
【００３２】
また、本発明は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去する脱水機において、前記ガスハイドレートを導入する脱水槽と、該脱水槽内にメタンガスや天然ガス等の反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、該脱水槽内に導入したガスハイドレートを攪拌する攪拌手段と、ガスハイドレートに付着している付着水と反応ガスとが再反応した時に発生する反応熱を除去する反応熱除去手段と、ガスハイドレートの滞留時間を設定する滞留時間設定手段とから構成することを特徴とする。これにより、上記（１）〜（４）の効果を得ることができる。
【００３３】
また、本発明は、再ハイドレート化槽と一体的又は単独に冷却部を設け、該冷却部により脱水後のガスハイドレートを冷却するようにしたので、ガスハイドレートの自己保存性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスハイドレート脱水機の第１の実施形態の要部を示す概略図である。
【図２】本発明に係るガスハイドレート脱水機の第２の実施形態の要部を示す概略図である。
【符号の説明】
２ 脱水槽
５ 反応熱除去手段
８ 攪拌手段
９ 滞留時間設定手段
２１ 反応ガス供給手段
ａ ガスハイドレート
ｂ 反応ガス
ｃ 冷媒
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去するガスハイドレート脱水機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガスハイドレートを工業的に生成する方法として、メタンガスや天然ガスなどの反応ガスを充満させた反応塔内に水をスプレー状に噴射するスプレー方式と、水中に上記の反応ガスの気泡を吹き込み、攪拌装置で攪拌する方式の２つの方式が知られている。
【０００３】
しかし、いずれの方式の場合でも生成されたガスハイドレートは、含水率が３０〜９０％程度あるから脱水機を用いて輸送に適した１０％前後に脱水する必要がある。
【０００４】
この種の脱水には、遠心分離機やフィルタープレスなどを用いた機械的な脱水方法が考えられているが、高圧、高回転などの問題があり、機械的分離は困難でる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、ガスハイドレートがメタンガスや天然ガスなどの反応ガスと水から生成されていることに着目し、ガスハイドレートに付着している付着水を機械的に脱水するのではなく、ガスハイドレートに付着している付着水を反応ガスと再反応させることによって化学的に除去するようにしたのである。
【０００６】
本発明は、このような観点からなされたものであり、ガスハイドレートに付着している付着水を化学的に除去するガスハイドレート脱水機を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目標を達成するため、本発明のガスハイドレート脱水機は、横置き型の円筒状本体の一端側にガスハイドレートの供給口を設けると共に他端側に排出口を設け、更に反応ガスの導入口を前記排出口側に、反応ガスの排気口を前記供給口側にそれぞれ設け、前記本体内に供給されたガスハイドレートの付着水と本体内に導入された反応ガスとを反応させてガスハイドレートが生成される水和反応を利用したガスハイドレート脱水機であって、前記本体を長手方向に貫通する回転軸を設け、この回転軸に、前記供給口側からガスハイドレートを排出口側に前進させる移送スクリュウと、ガスハイドレートの固まりを破砕するハンマー翼と、ガスハイドレートを攪拌する攪拌翼とを一体的に設け、前記攪拌翼の終端近傍にガスハイドレートをオーバーフローさせる堰を設けたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明のガスハイドレート脱水機は、前記反応ガスの排気口と導入口とを連通する管路に、反応ガスを循環させるブロワと、反応ガスを冷却するクーラーとを設けたことを特徴とする。
【０００９】
前記堰は、前記円筒状本体内に供給されたガスハイドレートの滞留時間を調整するように高さを任意に調整可能に構成されていることを特徴とする。
【００１０】
前記円筒状本体の外周に、この本体内に供給されたガスハイドレートを冷却する冷却手段を設けたことを特徴とする。
【００１３】
【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。図１は本発明に係るガスハイドレート脱水機の第１の実施形態を示す概略図である。
【００１４】
図１において、１は、ガスハイドレート脱水機であり、脱水タンク２と、ブロワ３と、クーラー４及びブラインユニット５を備えている。
【００１５】
脱水タンク２は、ジャケット６を備えた横型のタンクであり、その内部に攪拌手段８及び可動堰９を備えている。
【００１６】
攪拌手段８は、供給部を構成する移送スクリュウ１０と、破砕部を構成するハンマー翼１１と、混合部を構成する攪拌翼１２とからなり、これらの部材は、駆動機１４によって積極的に回転される回転軸１３に取り付けられている。
【００１７】
可動堰９は、混合部にある攪拌翼１２の下流側に設置され、ガスハイドレートの滞留時間を任意に設定できるようになっている。この可動堰９は、脱水タンク２に固定された固定部１５と、高さを任意に調節できる可動部１６から構成され、可動部１６の高さは、可動部１６に回転自在に取り付けたスクリュウ軸１７を回転させることによって任意に調節できるようになっている。スクリュウ軸１７は、脱水タンク２に取り付けた雌ねじ部１８に螺合されている。
【００１８】
脱水タンク２は、移送スクリュウ１０に対向する箇所にガスハイドレートａを導入する導入口１９を有し、可動堰８の下流側に脱水後のガスハイドレートａ’を排出する排出口２０を有している。
【００１９】
また、脱水タンク２は、その上流部と下流部を連通するバイパス管７を有するとともに、バイパス管７の途中にブロワ３及びクーラー４を備えている。バイパス管７の後端は、二股に分岐し、脱水タンク２の下流部に接続している。バイパス管７は、メタンガスや天然ガスなどの反応ガスｂを補給する補給管２１を有している。
【００２０】
冷凍機等からなるブラインユニット５は、所定の温度（例えば、５℃〜−２０℃）に冷却させたブラインｃを配管２２を経て上記ジャケット６を供給するようになっている。ジャケット６を通過したブラインｃは、配管２３を経てブラインユニット５に戻るようになっている。なお、ブラインの一部は、所望により回転軸１３内に供給する場合もある。
【００２１】
次に、本発明のガスハイドレート脱水機による脱水作業について説明する。
【００２２】
先ず、可動堰９の可動部１６を昇降させて可動堰９の高さを所定の高さに調節する。その後、駆動機１４を駆動して攪拌手段８を回転させる。しかる後に、ブラインユニット５によって所定の温度（例えば、５℃〜−２０℃）に冷却されたブラインｃを配管２２を経てジャケット６に供給する一方、ブラワ３及びクーラー４を駆動し、メタンガスや天然ガスなどの反応ガスｂが所定の温度に冷却されるまで循環させる。
【００２３】
準備完了後、図示しないガスハイドレート生成槽によって生成されたガスハイドレート（含水率：２０〜９０％程度）ａを導入口１９から脱水タンク２内に導入する。
【００２４】
脱水タンク２内に導入されたガスハイドレートａは、移送スクリュウ１０によって破砕部に移送され、ハンマー翼１１によって固まりが破砕される。細かに破砕されたガスハイドレートａは、混合部の攪拌翼１２によって攪拌される。その際、ガスハイドレートに付着している付着水と反応ガスｂとが反応し、新たなガスハイドレートが生成する。このように、ガスハイドレートに付着している付着水と反応ガスｂとが再反応し、ガスハイドレートに付着している付着水が化学的に除去（脱水）される。そして、可動堤９を越える頃には、ガスハイドレートの含水率が３０％〜５％となる。
【００２５】
ガスハイドレートａに付着している付着水と反応ガスｂとが反応する際に発生した反応熱は、ジャケット６に供給されるブラインｃによって除去される。脱水されたガスハイドレートａ’は、可動堤９を越えた後、脱水タンク２の排出口２０から次工程に送出される。
【００２６】
図２は、本発明に係るガスハイドレート脱水機の第２の実施形態の要部を示す概略図である。このガスハイドレート脱水機１’は、冷却部一体型の脱水機であり、脱水タンク２’は、ジャケット６、攪拌手段８、可動堰９等で構成された脱水部３０の後流側に冷却部４０を備え、脱水部３０で脱水されたガスハイドレートａ’を冷却部４０で所定の温度に冷却することに特徴がある。
【００２７】
冷却部４０は、第２ジャケット６０と、第２攪拌翼１２０と、第２可動堰９０で構成され、第２ジャケット６０には、第２のブラインユニット５０から配管２５を経て更に低温（例えば、−１０℃〜−４５℃）のブラインｃ’が供給されるようになっている。第２ジャケット６０を通過したブラインｃ’は、配管２６を経て第２のブラインユニット５０に戻される。
【００２８】
第２攪拌翼１２０は、第２ジャケット６０に対向している回転軸１３の部分に設けられ、その下流側には、既に説明した可動堰９と同構造の第２可動堰９０が設置されている。その他の構造等については、第１の実施形態のものと変わりがないから同じ機器に同じ符号を付けて詳し説明については省略する。なお、この冷却部４０は、脱水部３０から独立させる場合もある。
【００２９】
以上の説明では、脱水タンクが横型の場合について説明したが、竪型の場合もある。また、攪拌手段は、供給部を構成する移送スクリュウや破砕部を構成するハンマー翼がない場合がある。また、可動堰がない場合がある。
【００３０】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去する脱水機において、前記ガスハイドレートを槽内に導入して攪拌するとともに、前記槽内にメタンガスや天然ガス等の反応ガスを導入してガスハイドレートに付着している付着水と再反応させ、この反応により新たなガスハイドレートを生成させることによってガスハイドレートに付着している付着水を除去し、かつ、反応時に生じた反応熱を反応熱除去手段により除去するので、下記のような優れた効果を有する。
【００３１】
すなわち、
（１） ガスハイドレートに付着している付着水を、メタンガスや天然ガス等の反応ガスと再反応させて脱水するので、遠心分離機等の機械的な方法で脱水する場合に比べて脱水効果が格段に向上する。
（２） ガスハイドレートを攪拌手段によって攪拌させることにより、反応熱の除去を容易にし、再ハイドレート化速度を促進できる。
（３） 可動堰を設けることにより、再ハイドレート化に要する適正な滞留時間の設定ができる。
（４） 攪拌手段によってハイドレートの固まりを破砕することができ、再ハイドレート化反応と、流動性の向上が得られる。
【００３２】
また、本発明は、ガスハイドレートに付着している付着水を除去する脱水機において、前記ガスハイドレートを導入する脱水槽と、該脱水槽内にメタンガスや天然ガス等の反応ガスを供給する反応ガス供給手段と、該脱水槽内に導入したガスハイドレートを攪拌する攪拌手段と、ガスハイドレートに付着している付着水と反応ガスとが再反応した時に発生する反応熱を除去する反応熱除去手段と、ガスハイドレートの滞留時間を設定する滞留時間設定手段とから構成することを特徴とする。これにより、上記（１）〜（４）の効果を得ることができる。
【００３３】
また、本発明は、再ハイドレート化槽と一体的又は単独に冷却部を設け、該冷却部により脱水後のガスハイドレートを冷却するようにしたので、ガスハイドレートの自己保存性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスハイドレート脱水機の第１の実施形態の要部を示す概略図である。
【図２】本発明に係るガスハイドレート脱水機の第２の実施形態の要部を示す概略図である。
【符号の説明】
２ 脱水槽
５ 反応熱除去手段
８ 攪拌手段
９ 滞留時間設定手段
２１ 反応ガス供給手段
ａ ガスハイドレート
ｂ 反応ガス
ｃ 冷媒
Claims (4)
- 横置き型の円筒状本体の一端側にガスハイドレートの供給口を設けると共に他端側に排出口を設け、更に反応ガスの導入口を前記排出口側に、反応ガスの排気口を前記供給口側にそれぞれ設け、前記本体内に供給されたガスハイドレートの付着水と本体内に導入された反応ガスとを反応させてガスハイドレートが生成される水和反応を利用したガスハイドレート脱水機であって、
前記本体を長手方向に貫通する回転軸を設け、この回転軸に、前記供給口側からガスハイドレートを排出口側に前進させる移送スクリュウと、ガスハイドレートの固まりを破砕するハンマー翼と、ガスハイドレートを攪拌する攪拌翼とを一体的に設け、前記攪拌翼の終端近傍にガスハイドレートをオーバーフローさせる堰を設けたことを特徴とするガスハイドレート脱水機。 - 前記反応ガスの排気口と導入口とを連通する管路に、反応ガスを循環させるブロワと、反応ガスを冷却するクーラーと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脱水機。
- 前記堰は、前記円筒状本体内に供給されたガスハイドレートの滞留時間を調整するように高さを任意に調整可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載のガスハイドレート脱水機。
- 前記円筒状本体の外周に、この本体内に供給されたガスハイドレートを冷却する冷却手段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脱水機。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002198227A JP4054622B2 (ja) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | ガスハイドレート脱水機 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002198227A JP4054622B2 (ja) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | ガスハイドレート脱水機 |
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|---|---|
| JP2004035840A JP2004035840A (ja) | 2004-02-05 |
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Family
ID=31705738
Family Applications (1)
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