JP4463233B2 - Gravity dehydration apparatus, gravity dehydration method, and gas hydrate manufacturing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、縦長の脱水塔に、その下部からガスハイドレートスラリー等のスラリーを送り込み、脱水塔の途中に設けられた排水口からスラリー中の水を塔外に排出し、スラリー中の固形分で形成されるベットを前記排水口の位置より上方の所定高さ以上に移動させることで該排水口より上方に移動した前記ベット中から水を重力によって脱落分離するように構成された重力脱水装置、重力脱水方法およびガスハイドレートの製造装置に関する。 The present invention feeds a slurry such as a gas hydrate slurry from the lower part to a vertically long dehydration tower, discharges water in the slurry from a drain outlet provided in the middle of the dehydration tower, and removes the solid content in the slurry. Gravity dewatering device configured to move and separate water by gravity from the bed moved above the drainage port by moving the bed formed at a predetermined height above the drainage port. The invention relates to a gravity dehydration method and a gas hydrate manufacturing apparatus.
ガスハイドレートは、水分子が結合して形成された立体構造の籠の内部に、例えば天然ガスの成分であるメタン、エタン、プロパン、ブタン等の炭化水素や二酸化炭素等のガス分子が取り込まれて形成される包接(クラスレート)水和物(ハイドレート)の総称である。すなわちガスハイドレートは、原料ガス分子と水分子からなる氷状の固体物質であり、水分子が形成する立体的な籠状構造の内部に原料ガス分子を包接した安定な包接化合物の一種である。このガスハイドレートは、ガス包蔵量が比較的大きいと共に、大きな生成・分解エネルギーや、ハイドレート化ガスの選択性等の特徴ある性質を有しているため、例えば、天然ガス等の輸送・貯蔵手段や、蓄熱システム、アクチュエータ、特定成分ガスの分離回収等の多様な用途が可能であり、盛んに研究がなされている。 In gas hydrate, gas molecules such as hydrocarbons such as methane, ethane, propane, and butane, which are natural gas components, and carbon dioxide are taken into the interior of the three-dimensional structure formed by combining water molecules. It is a general term for clathrate hydrates (hydrates) formed in this way. In other words, gas hydrate is an ice-like solid substance composed of source gas molecules and water molecules, and is a kind of stable inclusion compound in which source gas molecules are included inside a three-dimensional cage structure formed by water molecules. It is. This gas hydrate has a relatively large gas storage capacity, and has characteristic properties such as large generation / decomposition energy and selectivity of hydrated gas. For example, transportation and storage of natural gas, etc. Various applications such as means, heat storage systems, actuators, and separation and recovery of specific component gases are possible, and research is actively conducted.
ガスハイドレートは、通常、高圧・低温条件の下で生成される。生成方法として、以下の方式が良く知られている。原料ガスを高圧に充填した反応容器の上部から冷却した水を噴霧することにより、水滴が原料ガス中を落下する際に水滴表面にガスハイドレートを生成させる、いわゆる「水噴霧方式」や、反応容器内の水中に原料ガスを気泡として導入(バブリング)することにより、原料ガスの気泡が水中を上昇する際に気泡表面にガスハイドレートを生成させる、いわゆる「バブリング方式」等である。 Gas hydrate is usually generated under high pressure and low temperature conditions. The following methods are well known as generation methods. By spraying cooled water from the top of the reaction vessel filled with raw material gas at high pressure, so-called "water spray method", in which gas hydrate is generated on the surface of the water droplet when the water droplet falls in the raw material gas, reaction A so-called “bubbling method” or the like is performed such that gas hydrate is generated on the surface of the bubbles when the bubbles of the source gas rise in the water by introducing the source gas into the water in the container as bubbles.
バブリング方式では、反応容器内の水中で生成されるガスハイドレートは、比重が水より小さいので水中を浮上する。そして、生成反応の進行によりガスハイドレートの量が増えると共に撹拌によりスラリー化される。通常、スラリー中のガスハイドレートの含有量が約20wt%程度になった段階で、生成されたガスハイドレートはスラリー状態で反応容器外に抜き出される。 In the bubbling method, the gas hydrate generated in the water in the reaction vessel floats in the water because the specific gravity is smaller than that of water. Then, the amount of gas hydrate increases with the progress of the production reaction and is slurried by stirring. Usually, when the gas hydrate content in the slurry reaches about 20 wt%, the generated gas hydrate is extracted out of the reaction vessel in a slurry state.
この抜き出されたスラリー状態のガスハイドレートは、脱水装置に通されて脱水されガスハイドレートの含有量が約50wt%程度に高められる。その状態にして更にガスハイドレートの含有量を約90wt%程度に高めるための次の生成工程に送られる。 The extracted gas hydrate in the slurry state is passed through a dehydrator to be dehydrated, and the gas hydrate content is increased to about 50 wt%. In this state, it is sent to the next generation step for further increasing the gas hydrate content to about 90 wt%.
前記脱水装置の一つに重力脱水装置があり(例えば特許文献1)、ガスハイドレートの脱水に有効とされその改良が進められている。従来の重力脱水装置は、下部にスラリー導入部が設けられ、中部には前記スラリー中の水を外部に排出する排水口が設けられ、上部には脱水されて上昇してきた脱水ガスハイドレートの取り出し部が設けられている縦長の脱水塔と、該脱水塔内で前記スラリー中の固形分であるガスハイドレートで形成されたベットを上方に移動させるベット移動手段とを備えている。 One of the dehydrating apparatuses is a gravity dehydrating apparatus (for example, Patent Document 1), which is effective for dehydrating gas hydrate and is being improved. A conventional gravity dehydrator is provided with a slurry introduction part at the bottom, a drain outlet for discharging the water in the slurry to the outside at the center, and taking out dehydrated gas hydrate that has been dehydrated and raised at the top. And a bed moving means for moving a bed formed of gas hydrate, which is a solid content in the slurry, upward in the dehydration tower.
前記ベット移動手段は、スラリーポンプを用いて一定の送り量で脱水塔下部の前記スラリー導入部から脱水塔内にスラリーを送り込み、そして上昇させ、そのスラリー中の水を前記脱水塔の中部に位置する排水口から流出させる連続的な流れを形成する。そして、このスラリー流入および排水の連続的な流れによって生じる上昇圧力によって前記ベットを脱水塔内で上方に移動させ、脱水塔上部に位置する脱水ガスハイドレートの取り出し部まで移動させ、その間に該取り出し部と前記排水口との高低差によって水が重力脱水され、脱水ガスハイドレートとなって当該取り出し部に到達することができるように構成されている。 The bed moving means uses a slurry pump to feed the slurry into the dehydration tower from the slurry introduction part at the lower part of the dehydration tower at a constant feed rate, and raises the slurry. To form a continuous flow that flows out of the drain. Then, the bed is moved upward in the dehydration tower by the rising pressure generated by the continuous flow of the slurry inflow and drainage, and is moved to the dehydration gas hydrate take-out section located at the upper part of the dehydration tower. The water is gravity dehydrated by the difference in height between the drainage port and the drainage port so that it can reach the takeout portion as a dehydrated gas hydrate.
脱水塔内に送り込まれるスラリーの濃度が常に一定であれば、スラリー中の水の量も常に一定である。従って、一定濃度のスラリーを一定圧力のスラリーポンプで脱水塔内に送り込めば、脱水塔内を上昇して脱水されて排水口から流出する水の流量は単位時間当たり一定となり、これによって生じる上昇圧力も一定となり、この上昇圧力で脱水塔内を上方に移動されるベットの上昇速度が一定となり、もって脱水塔上部の前記取り出し部に到達するベットの流量も単位時間当たり一定となる。そして、該取り出し部にまで押し上げられてくるベットから一定量ずつが取り出され、そして次工程に送られる。これにより、常時ほぼ一定濃度の脱水ガスハイドレートが次工程に送られる。 If the concentration of the slurry fed into the dehydration tower is always constant, the amount of water in the slurry is always constant. Therefore, if a slurry with a constant concentration is sent into the dehydration tower using a slurry pump with a constant pressure, the flow rate of water that rises in the dehydration tower and is dehydrated and flows out from the drain outlet becomes constant per unit time, resulting in an increase caused by this. The pressure also becomes constant, and the rising speed of the bed moving upward in the dehydration tower becomes constant by this rising pressure, and the flow rate of the bed reaching the take-out portion above the dehydration tower is also constant per unit time. Then, a certain amount is taken out from the bet pushed up to the take-out portion and sent to the next process. Thereby, a dehydrated gas hydrate having a substantially constant concentration is always sent to the next process.
重力脱水の原理は、脱水塔上部の前記取り出し部と脱水塔中部の前記排水口との高低差による重力と毛細管現象を利用して水を前記ベット中から脱落分離するというものである。その高低差は必要以上に大きくすると脱水装置全体が無駄に大型化するため、重力脱水を確実に行うことができる範囲で安全を見た最小限のサイズに設定される。具体的には脱水塔内に送り込まれるスラリーの濃度に対応して、前記上昇圧力、そしてベットの前記上昇速度が決まるため、その上昇速度に合わせて重力脱水がしっかりと行われ且つ無駄のない最適サイズに設定される。 The principle of gravity dehydration is that water is dropped and separated from the bed using gravity and capillary phenomenon due to the height difference between the take-out part at the upper part of the dehydration tower and the drain outlet at the middle part of the dehydration tower. If the height difference is increased more than necessary, the entire dehydrating apparatus becomes unnecessarily large, so that the size is set to a minimum size in view of safety within a range in which gravity dehydration can be reliably performed. Specifically, since the rising pressure and the rising speed of the bed are determined in accordance with the concentration of the slurry fed into the dehydrating tower, gravity dehydration is firmly performed according to the rising speed and there is no waste. Set to size.
しかしながら、脱水塔内に送り込まれるスラリーの濃度を常に一定にすることは現実的に簡単ではない。そのため、スラリー濃度が変動することがあり、それにより以下の問題が生じる。例えばスラリー濃度が薄い状態に変わった場合、スラリー中の水の割合がその分だけ増し、その結果前記排水口から流出する水の流量が多くなる。これにより、前記上昇圧力が大きくなり、ベットの上昇速度が高くなる。その結果、ベットが充分に重力脱水されずに含水量の多い状態で脱水塔上部の前記取り出し部に到達する問題が生じる。 However, it is not practically easy to always make the concentration of the slurry fed into the dehydration tower constant. Therefore, the slurry concentration may fluctuate, which causes the following problems. For example, when the slurry concentration is changed to a thin state, the proportion of water in the slurry increases by that amount, and as a result, the flow rate of water flowing out from the drain port increases. Thereby, the said raising pressure becomes large and the raising speed of a bet becomes high. As a result, there arises a problem that the bed reaches the take-out portion at the upper part of the dewatering tower in a state where the water content is high without being sufficiently dewatered by gravity.
また、スラリー濃度が濃い状態に変わった場合は、逆に前記上昇圧力が小さくなり、ベットの上昇速度が低くなり、スループットが低下する問題或いはベットの上昇が不能になる問題が生じる。 Further, when the slurry concentration is changed to a high state, the rising pressure is reduced, and the rising speed of the bet is lowered, thereby causing a problem that the throughput is lowered or the bet cannot be raised.
本発明の目的は、脱水塔内に送り込まれるスラリー濃度が変動してもその影響を受けずにベットを一定の速度で上昇させることができ、もって重力脱水を確実に行うことのできる重力脱水装置、重力脱水方法およびガスハイドレートの製造装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a gravity dehydration apparatus that can raise a bed at a constant speed without being affected even if the concentration of slurry fed into the dehydration tower fluctuates, thereby reliably performing gravity dehydration. An object of the present invention is to provide a gravity dehydration method and a gas hydrate production apparatus.
上記目的を達成するため、本発明の第1の態様は、下部にスラリー導入部が設けられ、中部には前記スラリー中の水を外部に排出する排水口が設けられ、上部には脱水物取り出し部が設けられた縦長の脱水塔と、前記脱水塔内で前記スラリー中の固形分で形成されたベットを上方に移動させるベット移動手段とを備えた重力脱水装置であって、前記ベット移動手段は、前記脱水塔内に設けられ、該脱水塔内の下部から上部に向かって移動可能で且つ水を透過可能なピストンと、該ピストンを設定速度で移動させる駆動機構とを備え、前記ベットが前記排水口の位置を越えた後は、当該ピストンによって前記ベットを前記設定速度で上方に移動させるように構成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, a slurry introduction part is provided in the lower part, a drain outlet for discharging water in the slurry to the outside is provided in the middle part, and a dehydrated product is taken out in the upper part. A gravity dehydration apparatus comprising: a vertically long dehydration tower provided with a section; and a bed moving means for moving a bed formed of solid content in the slurry upward in the dehydration tower, wherein the bed moving means Is provided in the dewatering tower, and includes a piston capable of moving from a lower part to an upper part in the dewatering tower and transmitting water, and a drive mechanism for moving the piston at a set speed. After the position of the drain outlet is exceeded, the bed is moved upward at the set speed by the piston.
本発明の第1の態様に係る重力脱水装置によれば、ベットが脱水塔の前記排水口の位置を越えた後は、脱水塔内に設けられたピストンによって前記ベットを設定された一定速度で上方に移動させるように構成されているので、脱水塔内に送り込まれるスラリー濃度が変動してもその影響を受けずにベットを一定の速度で上昇させることができ、もって重力脱水を確実に行うことができる。 According to the gravity dehydration apparatus according to the first aspect of the present invention, after the bed exceeds the position of the drain outlet of the dewatering tower, the bed is set at a constant speed set by the piston provided in the dewatering tower. Since it is configured to move upward, even if the slurry concentration fed into the dewatering tower fluctuates, the bed can be raised at a constant speed without being affected by this, and gravity dewatering is reliably performed. be able to.
また、本発明の第2の態様は、前記第1の態様の重力脱水装置において、前記ベット移動手段を構成する前記駆動機構は、ラック・ピニオン構造と動力源を備えて構成されていることを特徴とするものである。
本発明の第2の態様に係る重力脱水装置によれば、ラック・ピニオン構造を用いたことにより、構造簡単にして、ピストンの上昇速度を一定にすることができる。
Further, according to a second aspect of the present invention, in the gravity dewatering device according to the first aspect, the drive mechanism constituting the bet moving means includes a rack and pinion structure and a power source. It is a feature.
According to the gravity dehydrating apparatus according to the second aspect of the present invention, the rack and pinion structure is used, so that the structure can be simplified and the ascending speed of the piston can be made constant.
また、本発明の第3の態様は、縦長の脱水塔に、その下部からスラリーを送り込み、脱水塔の途中に設けられた排水口からスラリー中の水を塔外に排出し、スラリー中の固形分で形成されるベットを前記排水口の位置より上方の所定高さ以上に移動させることで該排水口より上方に移動した前記ベット中から水を重力によって脱落分離する重力脱水方法であって、前記脱水塔内で前記ベットが前記排水口の位置を越えた後は、該脱水塔内を下部から上方に向かってピストンを設定速度で移動させ、当該ピストンの移動によって水は透過させつつ前記ベットを上方に移動させることを特徴とするものである。 In the third aspect of the present invention, the slurry is fed into the vertically long dehydration tower from the lower part thereof, and the water in the slurry is discharged out of the tower from a drain outlet provided in the middle of the dehydration tower. A gravity dehydration method in which water is dropped and separated by gravity from the bed moved above the drain port by moving the bed formed in minutes above a predetermined height above the position of the drain port, After the bed has exceeded the position of the drain in the dewatering tower, the piston is moved at a set speed from the bottom upward in the dewatering tower, and the water is permeated by the movement of the piston. Is moved upward.
本発明の第3の態様に係る重力脱水方法によれば、前記第1の態様と同様に、脱水塔内に送り込まれるスラリー濃度が変動してもその影響を受けずにベットを一定の速度で上昇させることができ、もって重力脱水を確実に行うことができる。 According to the gravity dehydration method according to the third aspect of the present invention, as in the first aspect, even if the slurry concentration fed into the dehydration tower fluctuates, the bed is not affected by the fluctuation at a constant speed. Thus, gravity dehydration can be reliably performed.
また、本発明の第4の態様は、原料ガスと水とを低温及び高圧の下で反応させて一次ガスハイドレートを生成する第一生成部と、生成した一次ガスハイドレートのスラリーを脱水する脱水装置と、脱水された一次ガスハイドレートと原料ガスとを再度反応させて高濃度の二次ガスハイドレートを生成する第二生成部と、を有するガスハイドレートの製造装置であって、前記脱水装置は、前記第1の態様または第2の態様に記載された重力脱水装置より成ることを特徴とするものである。 Moreover, the 4th aspect of this invention dehydrates the slurry of the produced | generated primary gas hydrate, the 1st production | generation part which produces | generates primary gas hydrate by making raw material gas and water react under low temperature and high pressure. A gas hydrate production apparatus comprising: a dehydrator; and a second generation unit that reacts the dehydrated primary gas hydrate with a raw material gas again to generate a high concentration secondary gas hydrate, The dehydrating apparatus is characterized by comprising the gravity dehydrating apparatus described in the first aspect or the second aspect.
本発明に係るガスハイドレートの製造装置によれば、第一生成部で生成される一次ガスハイドレートのスラリー濃度が変動しても、その後段の脱水装置はその濃度変動の影響を受けないので、重力脱水の確実な実行を経て、更に第二生成部に送ることができ、もって高濃度の二次ガスハイドレートを安定して生成することができる。 According to the gas hydrate manufacturing apparatus according to the present invention, even if the slurry concentration of the primary gas hydrate generated in the first generation unit varies, the subsequent dehydrator is not affected by the concentration variation. Through the reliable execution of gravity dehydration, it can be further sent to the second generation unit, so that a high concentration secondary gas hydrate can be stably generated.
本発明によれば、ベットが脱水塔の前記排水口の位置を越えた後は、脱水塔内に設けられたピストンによって前記ベットを設定された一定速度で上方に移動させるように構成されているので、脱水塔内に送り込まれるスラリー濃度が変動してもその影響を受けずにベットを一定の速度で上昇させることができ、もって重力脱水を確実に行うことができる。 According to the present invention, after the bed exceeds the position of the drain outlet of the dewatering tower, the bed is moved upward at a set constant speed by a piston provided in the dewatering tower. Therefore, even if the concentration of the slurry fed into the dehydration tower fluctuates, the bed can be raised at a constant speed without being affected by this, and gravity dehydration can be reliably performed.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図1は本発明の実施の形態に係る重力脱水装置を備えた本発明の一実施の形態に係るガスハイドレートの製造装置を示す概略構成図である。本実施の形態に係るガスハイドレートの製造装置は、原料ガスと水とを低温及び高圧の下で反応させて一次ガスハイドレート6を生成する第一生成部である第一生成器1と、生成した一次ガスハイドレート6を脱水する重力脱水装置2と、脱水一次ガスハイドレート7を均一な大きさに解砕する解砕機3と、解砕一次ガスハイドレート8と原料ガスとを再度反応させて高濃度の二次ガスハイドレート9を生成する第二生成部である第二生成器4とを備えて構成されている。前記解砕機3は、重力脱水装置2と第二生成器4との連結部である本実施の形態では円筒状の連結管5に設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a gas hydrate manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention provided with a gravity dehydration apparatus according to an embodiment of the present invention. The gas hydrate manufacturing apparatus according to the present embodiment includes a first generator 1 that is a first generation unit that generates a primary gas hydrate 6 by reacting a raw material gas and water under low temperature and high pressure, The
はじめに、第一生成器1及び第一生成工程について説明する。第一生成器1内は、公知の方法により、所定の温度及び圧力に調整され、原料ガスと原料水が第一生成器1に供給され、そこで一次ガスハイドレート6の生成反応を進行させる。本実施の形態では温度は1℃〜5℃、圧力は4MPa〜8MPa、好ましくは温度は2℃〜4℃、圧力は5MPa〜6MPaである。 First, the first generator 1 and the first generation process will be described. The inside of the first generator 1 is adjusted to a predetermined temperature and pressure by a known method, and raw material gas and raw water are supplied to the first generator 1, where the production reaction of the primary gas hydrate 6 proceeds. In this embodiment, the temperature is 1 ° C. to 5 ° C., the pressure is 4 MPa to 8 MPa, preferably the temperature is 2 ° C. to 4 ° C., and the pressure is 5 MPa to 6 MPa.
前記一次ガスハイドレート6の比重は水より小さいので水中を浮上し、スラリー化する。生成された一次ガスハイドレート6は、前記スラリー状態で第一生成器1外に抜き出され、続く重力脱水装置20による脱水工程に供される。スラリー状の一次ガスハイドレート6は、水分を多く含み、そのガスハイドレート含有量は約20wt%である。
Since the specific gravity of the primary gas hydrate 6 is smaller than that of water, the primary gas hydrate 6 floats in water and is slurried. The generated primary gas hydrate 6 is extracted out of the first generator 1 in the slurry state and is subjected to a subsequent dehydration step by the
次に重力脱水装置20及び脱水工程について説明する。
第一生成器1から抜き出されたスラリー状態の一次ガスハイドレート6は、重力脱水装置20の脱水塔2に導入される。この脱水塔2は、その下部にスラリー導入部21が設けられ、中部には前記スラリー中の水を外部に排出する排水口22が設けられ、上部には脱水物の取り出し部23が設けられた縦長形状を成している。前記スラリー導入部21には第1生成器1からスラリーポンプ24を用いて一定の送り量でライン25を通って一次ガスハイドレート6のスラリーが送り込まれる。前記排水口22から流出した水は、ライン26を介して第一生成器1に戻されるようになっている。
Next, the
The primary gas hydrate 6 in the slurry state extracted from the first generator 1 is introduced into the
本発明では、前記脱水塔2内で前記スラリー中の固形分であるガスハイドレートによって形成されたベット30を上方に移動させるベット移動手段31を備えている。前記ベット移動手段31は、本実施の形態では、前記脱水塔2内に設けられ、該脱水塔2内の下部から上部に向かって移動可能で且つ水を透過可能なピストン32と、該ピストン32を設定速度で移動させる駆動機構33とを備え、前記ベット30が前記排水口22の位置を越えた後は、当該ピストン32によって前記ベット30を設定された一定速度で上方に移動させるように構成されている。ここで、前記駆動機構33は、ラック・ピニオン構造34と図示しない動力源を備えて構成されている。
In the present invention, a bed moving means 31 for moving the
脱水塔2を上昇して脱水された一次ガスハイドレート7(以下、脱水一次ガスハイドレートと称する)のベット30は、脱水塔2の上部の取り出し部23に押し上げられる。脱水一次ガスハイドレート7のガスハイドレート含有量は約50wt%である。
この脱水一次ガスハイドレート7を更に後段の第二生成器4内でガスと接触させて反応させることにより、ガスハイドレート含有量を高め、ガス包蔵量の大きな、高濃度の二次ガスハイドレート9を得ることができる。
The
The dehydrated primary gas hydrate 7 is further brought into contact with the gas in the second generator 4 at the subsequent stage to react with the gas, thereby increasing the gas hydrate content and increasing the gas storage amount and the high concentration secondary gas hydrate. 9 can be obtained.
次に、解砕機と解砕工程について説明する。解砕工程に用いられる解砕機3は、脱水塔2と第二生成器4との間の連結管5に設けられ、第二生成器4への導入口11の近傍に設けられたメッシュ部12と、軸13の先端に掻集作用板14を備えた掻集部15とを備えて構成されている。前記メッシュ部12は、第二生成器4への導入口11の直前に設けられている。該メッシュ部12のメッシュは2〜5mmであることが好ましい。
Next, the crusher and the crushing process will be described. The crusher 3 used in the crushing step is provided in the connecting
前記掻集作用板14は、脱水塔2の取り出し部23を通り、前記メッシュ部12との間を軸方向に往復動可能に構成されている。該軸13は、連結管5の外部から、手動または公知の動力装置(図示せず)によって、操作することができる構造である。
The scraping
解砕工程について説明する。
まず、脱水塔2の取り出し部23に押し上げられた脱水一次ガスハイドレート7を、前記掻集部15の掻集作用板14を連結管5の底部に沿ってスライドさせることによって掻集し、前記メッシュ部12側へ押し集める。該脱水一次ガスハイドレート7は、該メッシュ部12を通過させることによって均一な粒径に解砕される。この解砕動作を繰り返すことによって、均一な粒径の解砕一次ガスハイドレート8が第二生成器4に供給される。
The crushing process will be described.
First, the dehydrated primary gas hydrate 7 pushed up to the take-out
次に、第二生成器4および第二生成工程について説明する。
前記解砕工程によって解砕された解砕一次ガスハイドレート8は、メッシュ部12の下流側の導入口11から、第二生成器4に供給される。第二生成器4では、ガスハイドレート含有量が約50wt%である前記解砕一次ガスハイドレート8に、原料ガスをブローして流動化させ、解砕一次ガスハイドレート8の残存水と原料ガスとを再反応させ、高濃度の二次ガスハイドレート9を生成させる第二生成工程が行われる。
該第二生成工程によって、ガスハイドレート含有量が約90wt%の高濃度の二次ガスハイドレート9を得ることができる。生成した二次ガスハイドレート9は、スクリューコンベア17で次工程に送られる。
Next, the second generator 4 and the second generation process will be described.
The pulverized
By the second generation step, a high concentration secondary gas hydrate 9 having a gas hydrate content of about 90 wt% can be obtained. The generated secondary gas hydrate 9 is sent to the next process by the
次に、本実施の形態に係る重力脱水装置の作用を説明する。
スラリーポンプ24によって一次ガスハイドレート6のスラリーが脱水塔2内に、その下部のスラリー導入部21から送り込まれ、脱水塔2内を上昇しつつベット30が形成される。スラリーの水面が排水口22の高さにまで上昇すると該水は排水口22から脱水塔2の外部に流出する。一方ベット30は排水口22から流出しないで脱水塔2内に留まる。その後少しの時間スラリーポンプ24でスラリーを送り続け、スラリー流入および排水の連続的な流れによって生じる上昇圧力によって前記ベット30をその下端で成長させつつ、脱水塔内を上方に更に押し上げ、重力脱水が始まる状態にする。
Next, the operation of the gravity dehydration apparatus according to this embodiment will be described.
Slurry of the primary gas hydrate 6 is fed into the
そのタイミングでスラリーポンプ24が停止するように構成されている。これにより、ベット30の上昇は止まり、スラリー濃度の変動による影響を受けない状態になる。そして、当該駆動機構33がONされて脱水塔2内に設けられたピストン32によって前記ベット30が設定された一定速度で上方に移動される。この一定速度は重力脱水が確実に行われる速度値に設定されている。従って、脱水塔2内に送り込まれるスラリー濃度が変動してもその影響を受けずにベット30を一定の速度で脱水塔2の上部の前記取り出し部23まで押し上げることができ、もって重力脱水を確実に行うことができる。
る。
The
The
また、本実施の形態に係るガスハイドレートの製造装置によれば、第一生成器1で生成される一次ガスハイドレート6のスラリー濃度が変動しても、その後段の重力脱水装置20はその濃度変動の影響を受けないので、重力脱水の確実な実行を経て、更に第二生成器4に送ることができ、もって高濃度の二次ガスハイドレート9を安定して生成することができる。 Further, according to the gas hydrate manufacturing apparatus according to the present embodiment, even if the slurry concentration of the primary gas hydrate 6 generated in the first generator 1 fluctuates, Since it is not affected by the concentration fluctuation, it can be sent to the second generator 4 through the reliable execution of gravity dehydration, and the secondary gas hydrate 9 having a high concentration can be stably generated.
本発明は、縦長の脱水塔に、その下部からガスハイドレートスラリー等のスラリーを送り込み、脱水塔の途中に設けられた排水口からスラリー中の水を塔外に排出し、スラリー中の固形分で形成されるベットを前記排水口の位置より上方の所定高さ以上に移動させることで該排水口より上方に移動した前記ベット中から水を重力によって脱落分離するように構成された重力脱水装置、重力脱水方法およびガスハイドレートの製造装置に利用可能である。 The present invention feeds a slurry such as a gas hydrate slurry from the lower part to a vertically long dehydration tower, discharges water in the slurry from a drain outlet provided in the middle of the dehydration tower, and removes the solid content in the slurry. Gravity dewatering device configured to move and separate water by gravity from the bed moved above the drainage port by moving the bed formed at a predetermined height above the drainage port. It can be used for a gravity dehydration method and a gas hydrate production apparatus.
1 第一生成器、 2 脱水塔、 3 解砕機、 4 第二生成器、 5 連結管、 6 一次ガスハイドレート、 7 脱水一次ガスハイドレート、 8 解砕一次ガスハイドレート、 9 二次ガスハイドレート、 11 導入口、 12 メッシュ部、 13 軸部、 14 掻集作用板、 15 掻集部、 18 スクリューコンベア、 20 重力脱水装置、 21 スラリー導入部、 22 排水口、 23 取り出し部、 24 スラリーポンプ、 25、26 ライン、 30 ベット、 31 ベット移動手段、 32 ピストン、 33 駆動機構、 34 ラック・ピニオン構造
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st generator, 2 Dehydration tower, 3 Crusher, 4 Second generator, 5 Connection pipe, 6 Primary gas hydrate, 7 Dehydrated primary gas hydrate, 8 Crush primary gas hydrate, 9 Secondary gas hydrate Rate, 11 inlet, 12 mesh part, 13 shaft part, 14 scraping action plate, 15 scraping part, 18 screw conveyor, 20 gravity dehydrator, 21 slurry introducing part, 22 drainage port, 23 takeout part, 24
Claims (4)
前記脱水塔内で前記スラリー中の固形分で形成されたベットを上方に移動させるベット移動手段と、を備えた重力脱水装置であって、
前記ベット移動手段は、前記脱水塔内に設けられ、該脱水塔内の下部から上部に向かって移動可能で且つ水を透過可能なピストンと、該ピストンを設定速度で移動させる駆動機構とを備え、前記ベットが前記排水口の位置を越えた後は、当該ピストンによって前記ベットを前記設定速度で上方に移動させるように構成されていることを特徴とする重力脱水装置。 A slurry introduction part is provided in the lower part, a drainage port for discharging water in the slurry to the outside is provided in the middle part, and a vertically long dehydration tower provided with a dehydration takeout part in the upper part,
A bed moving means for moving the bed formed of the solid content in the slurry upward in the dewatering tower, and a gravity dewatering device comprising:
The bed moving means is provided in the dewatering tower, and includes a piston that can move from a lower part to an upper part in the dewatering tower and that can pass water, and a drive mechanism that moves the piston at a set speed. The gravity dewatering apparatus is configured to move the bet upward at the set speed by the piston after the bed exceeds the position of the drainage port.
前記脱水塔内で前記ベットが前記排水口の位置を越えた後は、該脱水塔内を下部から上方に向かってピストンを設定速度で移動させ、当該ピストンの移動によって水は透過させつつ前記ベットを上方に移動させることを特徴とする重力脱水方法。 The slurry is fed into the vertically long dewatering tower from the lower part, the water in the slurry is discharged out of the tower through a drain outlet provided in the middle of the dewatering tower, and the bed formed by the solid content in the slurry is A gravity dehydration method in which water is dropped and separated by gravity from the bed moved above the drainage port by moving it above a predetermined height above the position;
After the bed has exceeded the position of the drain in the dewatering tower, the piston is moved at a set speed from the bottom upward in the dewatering tower, and the water is permeated by the movement of the piston. Gravity dehydration method characterized by moving the water upward.
前記脱水装置は、請求項1または2に記載された重力脱水装置より成ることを特徴とするガスハイドレートの製造装置。 A first generation unit that generates a primary gas hydrate by reacting a raw material gas and water under a low temperature and a high pressure, a dehydrator that dehydrates a slurry of the generated primary gas hydrate, and a dehydrated primary gas hydrate A gas hydrate manufacturing apparatus comprising: a second generation unit that reacts the raw material gas again with a source gas to generate a high concentration secondary gas hydrate,
The dehydrating apparatus comprises the gravity dehydrating apparatus according to claim 1 or 2, and a gas hydrate manufacturing apparatus.
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