JP4625355B2 - Method for preventing purge gas generation during gas hydrate production - Google Patents

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Description

本発明は、ペレット状のガスハイドレートを脱圧装置によって常圧まで減圧するに際して、パージガスの発生を防止するパージガス発生防止方法に関するものである。   The present invention relates to a purge gas generation preventing method for preventing the generation of purge gas when pelletized gas hydrate is depressurized to normal pressure by a depressurization apparatus.

従来の天然ガスハイドレート製造システムは、図8に示すように、例えば、第1生成器1、脱水器2、第2生成器3、造粒機4、脱圧装置5、冷却器6、及び貯槽7を備え、前記第1生成器1に天然ガス(原料ガス)gと水(原料水)wを導入して、バブリング方式などの公知の方式によって天然ガスgと水wとを積極的に接触させ、天然ガスハイドレートnを生成するようになっている。   As shown in FIG. 8, the conventional natural gas hydrate production system includes, for example, a first generator 1, a dehydrator 2, a second generator 3, a granulator 4, a decompressor 5, a cooler 6, and A storage tank 7 is provided, and natural gas (raw gas) g and water (raw water) w are introduced into the first generator 1, and the natural gas g and water w are actively added by a known method such as a bubbling method. It is made to contact and the natural gas hydrate n is produced | generated.

第1生成器1内の天然ガスハイドレートnは、スラリー状(天然ガスハイドレート含有率20%程度)であるから、脱水器2に導入して機械的又は重力脱水等の他の方式で脱水し、天然ガスハイドレートnの含有率を高めるようになっている(例えば、70%程度)。   Since the natural gas hydrate n in the first generator 1 is in the form of a slurry (natural gas hydrate content of about 20%), it is introduced into the dehydrator 2 and dehydrated by other methods such as mechanical or gravity dehydration. However, the content of the natural gas hydrate n is increased (for example, about 70%).

脱水器2で除去された水wは、第1生成器1に戻され、脱水器2で脱水された天然ガスハイドレートnは、第2生成器3に導入され、更に、脱水するようになっている。第2生成器3は、第1生成器1から導入した未反応の天然ガスgと、天然ガスハイドレートnに付随している水wとを反応(水和反応)させて、天然ガスハイドレートnの含有率を更に高めるのである(例えば、90%程度)。なお、第1生成器1及び第2生成器3で発生する反応熱は、一般には、冷凍機(図示せず)によって除去するようになっている。   The water w removed by the dehydrator 2 is returned to the first generator 1, and the natural gas hydrate n dehydrated by the dehydrator 2 is introduced into the second generator 3 and further dehydrated. ing. The second generator 3 reacts (hydration reaction) the unreacted natural gas g introduced from the first generator 1 and the water w attached to the natural gas hydrate n, thereby producing a natural gas hydrate. The content of n is further increased (for example, about 90%). The reaction heat generated in the first generator 1 and the second generator 3 is generally removed by a refrigerator (not shown).

第2生成器3で脱水された天然ガスハイドレートnは、造粒機4によって任意の形状及びサイズのペレットpに成形した後、常圧下で貯蔵するために、脱圧装置5によって天然ガスハイドレート生成圧力(例えば、54ata(53MPa))から常圧まで減圧される。   The natural gas hydrate n dehydrated in the second generator 3 is formed into pellets p having an arbitrary shape and size by the granulator 4 and then stored in the natural gas hydrate by the decompression device 5 for storage under normal pressure. The pressure is reduced from the rate generation pressure (for example, 54 ata (53 MPa)) to normal pressure.

脱圧後のペレット状の天然ガスハイドレートpは、冷却器6により所定の温度(例えば、−20℃程度)に冷却した後、常圧下で貯槽7内に貯蔵される。   The pellet-shaped natural gas hydrate p after depressurization is cooled to a predetermined temperature (for example, about −20 ° C.) by the cooler 6 and then stored in the storage tank 7 under normal pressure.

他方、脱圧装置5で除去された未反応の天然ガス(パージガス)jは、バージガス圧縮機8によって所定の圧力(例えば、54ata(53MPa))に昇圧された後、第1生成器1に戻されるようになっている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2003−105362公報(第11−12頁、図12)
On the other hand, the unreacted natural gas (purge gas) j removed by the depressurization device 5 is boosted to a predetermined pressure (for example, 54 data (53 MPa)) by the barge gas compressor 8 and then returned to the first generator 1. (For example, refer to Patent Document 1).
JP 2003-105362 A (page 11-12, FIG. 12)

しかしながら、従来の天然ガスハイドレート製造システムは、上記の如く、脱圧装置5で除去された未反応の天然ガスjを、パージガス圧縮機8によって所定の圧力(例えば、54ata(53MPa))に昇圧する必要があるため、パージガス圧縮機8を運転するための消費電力、あるいは、除熱用の冷凍機を運転するための消費電力などが増大するという問題があった。   However, in the conventional natural gas hydrate production system, as described above, the unreacted natural gas j removed by the depressurization device 5 is boosted to a predetermined pressure (for example, 54 data (53 MPa)) by the purge gas compressor 8. Therefore, there is a problem that the power consumption for operating the purge gas compressor 8 or the power consumption for operating the refrigerator for removing heat increases.

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、高圧下で生成した天然ガスハイドレートを常圧下で貯蔵する際に、パージガスの発生を抑制することを目的とするものである。   The present invention has been made to solve such problems, and it is an object of the present invention to suppress the generation of purge gas when storing natural gas hydrate produced under high pressure under normal pressure. is there.

本発明は、このような目的を達成するため、次のように構成されている。   In order to achieve such an object, the present invention is configured as follows.

請求項1に係る発明は、原料ガスとしての天然ガスを、水と水和反応させてガスハイドレートを生成し、このガスハイドレートを造粒機によってペレット状に成形し、しかる後に、このペレット状のガスハイドレートを脱圧装置によって常圧まで減圧して貯蔵するに際し、
前記脱圧装置を構成している混合器、過冷却器、ロックホッパ、減圧ドラム、凝縮器、加熱器のうち、前記混合器内に突出しているペレット導入管を、前記原料ガスを構成している構成ガスの一つであるプロパンを液化させた液化ガスによって液封する工程と、
前記混合器から排出された前記液化ガスとペレット状のガスハイドレートを分級してペレット状のガスハイドレートを前記ロックホッパ内に貯蔵する一方、前記液化ガスを前記過冷却器内に貯蔵する工程と、
該過冷却器内に貯蔵された前記液化ガスをLNGの冷熱を利用して氷点下の所定の温度に冷却する工程と、
前記ロックホッパ内のペレット状のガスハイドレートと前記過冷却器で氷点下の所定の温度に冷却された液化ガスを前記減圧ドラム内に導入してペレット状のガスハイドレートを氷点下に冷却する冷却工程と、
前記減圧ドラム内で気化したプロパンガスを前記凝縮器に導入すると共にLNGの冷熱を利用して凝縮させる工程と、
前記凝縮器で凝縮した液体プロパンを前記混合器に戻す際に前記加熱器で所定温度に昇温する工程とから成るガスハイドレート製造時におけるパージガス発生防止方法である。
In the invention according to claim 1, natural gas as a raw material gas is hydrated with water to produce a gas hydrate, and the gas hydrate is formed into a pellet by a granulator, and then the pellet When the gas hydrate in the form is decompressed to normal pressure by a depressurizer and stored,
Mixer constituting the depressurization device, the subcooler, the lock hopper, vacuum drum, a condenser, out of the heater, the pellet introduction tube which projects into the mixer, to constitute the raw material gas A step of liquid-sealing with liquefied gas obtained by liquefying propane , which is one of the constituent gases,
While storing classified to pelletized gas hydrate the liquefied gas and pellets of gas hydrate discharged from the mixer into the lock hopper, the step of storing the liquefied gas to the subcooler in When,
A step of cooling to a predetermined temperature below the freezing point of the liquefied gas stored in the supercooled vessel utilizing LNG cold heat,
Cooling by introducing a pelletized gas hydrate and the subcooler liquefied gas that has been cooled to a predetermined temperature below the freezing point of the lock hopper into the vacuum within the drum supercooling pelletized gas hydrate below freezing Process,
Introducing propane gas vaporized in the decompression drum into the condenser and condensing using the cold heat of LNG;
A method for preventing the generation of purge gas during gas hydrate production comprising the step of raising the temperature of the liquid propane condensed in the condenser to a predetermined temperature by the heater when returning to the mixer .

請求項2に記載の発明は、前記混合器内の圧力を、液化ガスの臨界圧程度に保持することを特徴とする請求項1記載のガスハイドレート製造時におけるパージガス発生防止方法である。   The invention described in claim 2 is the purge gas generation prevention method during gas hydrate production according to claim 1, characterized in that the pressure in the mixer is maintained at about the critical pressure of the liquefied gas.

請求項3に記載の発明は、前記減圧ドラム内で液化ガスを、フラッシュ膨張してペレット状のガスハイドレートを−20℃付近に冷却することを特徴とする請求項1記載のガスハイドレート製造時におけるパージガス発生防止方法である。   The invention according to claim 3 is the gas hydrate production according to claim 1, wherein the liquefied gas is flash-expanded in the decompression drum to cool the pellet-like gas hydrate to around -20 ° C. This is a method for preventing purge gas generation at the time.

上記のように、請求項1に記載の発明は、原料ガスを、水と水和反応させてガスハイドレートを生成し、このガスハイドレートを造粒機によってペレット状に成形し、しかる後に、このペレット状のガスハイドレートを脱圧装置によって常圧まで減圧して貯蔵するに際し、前記造粒機のガスハイドレート排出口を、混合器内の原料ガスと同系統の液化ガスによって液封しているため、減圧装置である減圧ドラムで減圧して、ペレット状のガスハイドレートを大気圧下に取り出す場合に、未反応の原料ガス(パージガス)の流出を抑制することができる。   As described above, the invention according to claim 1, the raw material gas is hydrated with water to produce a gas hydrate, and the gas hydrate is formed into a pellet by a granulator. When this pellet-shaped gas hydrate is depressurized and stored to normal pressure by a depressurizer, the gas hydrate discharge port of the granulator is sealed with a liquefied gas of the same system as the raw material gas in the mixer. Therefore, when the pressure is reduced by the pressure reducing drum which is a pressure reducing device and the pellet-like gas hydrate is taken out under the atmospheric pressure, the unreacted source gas (purge gas) can be prevented from flowing out.

従って、従来のように、減圧装置から流出したパージガスを原料ガスのガス圧まで昇圧して第1生成器の上流側に戻す必要がないため、従来に比べてプラントの消費電力を抑制することができる。このため、従来より安価のペレット状のガスハイドレートを製造することができる。   Therefore, unlike the conventional case, it is not necessary to increase the pressure of the purge gas flowing out from the decompression device to the gas pressure of the raw material gas and return it to the upstream side of the first generator. it can. For this reason, the pellet-shaped gas hydrate cheaper than before can be manufactured.

更に、この発明は、LNG(液化天然ガス)の冷熱を利用して所定の温度に冷却した液化ガスをフラッシュさせてペレット状のガスハイドレートを氷点下に過冷却するので、冷凍機も不要となり、その分、プラントの消費電力を抑制することができる利点がある。   Furthermore, the present invention uses the cold heat of LNG (liquefied natural gas) to flush the liquefied gas cooled to a predetermined temperature to supercool the pellet-like gas hydrate below the freezing point, thus eliminating the need for a refrigerator. Therefore, there is an advantage that power consumption of the plant can be suppressed.

請求項2に記載の発明は、前記混合器内の圧力を、液化ガスの臨界圧程度に保持するので、造粒機のガスハイドレート排出口を、混合器内の原料ガスと同系統の液化ガスによって液封することができる。   Since the pressure in the mixer is maintained at about the critical pressure of the liquefied gas, the gas hydrate discharge port of the granulator is liquefied in the same system as the raw material gas in the mixer. It can be sealed with gas.

請求項3に記載の発明は、前記減圧ドラム内で液化ガスを、常圧下でフラッシュ膨張してペレット状のガスハイドレートを−20℃付近に冷却するので、パージガス抑制と同時にペレット状のガスハイドレートを冷却することができ、従来に比べてプラントの消費電力を抑制することができる。このため、従来より安価のペレット状のガスハイドレートを製造することができる。   According to the third aspect of the present invention, the liquefied gas is flash-expanded in the decompression drum under normal pressure to cool the pellet-like gas hydrate to around -20 ° C. The rate can be cooled, and the power consumption of the plant can be suppressed as compared with the conventional case. For this reason, the pellet-shaped gas hydrate cheaper than before can be manufactured.

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本発明に係る天然ガスハイドレート製造システムの概略構成図であり、第1生成器1と、脱水器2と、第2生成器3と、造粒機4と、脱圧装置5と、貯槽7とから構成され、所定の圧力(例えば、54ata(5.30MPa))の原料ガス(天然ガス)gと、常温(例えば、4℃)の水wとを第1生成器1に導入し、バブリング方式などの任意の方式で天然ガスgと水wとを反応させて天然ガスハイドレート(以下、ガスハイドレートという。)nを生成するようになっている。その際、反応熱は、LNGの冷熱を利用して除去するようになっている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a natural gas hydrate production system according to the present invention. A first generator 1, a dehydrator 2, a second generator 3, a granulator 4, a depressurizer 5, The raw material gas (natural gas) g having a predetermined pressure (for example, 54 ata (5.30 MPa)) and water w at normal temperature (for example, 4 ° C.) are introduced into the first generator 1. In addition, natural gas g and water w are reacted by an arbitrary method such as a bubbling method to generate natural gas hydrate (hereinafter referred to as gas hydrate) n. At that time, the heat of reaction is removed using the cold heat of LNG.

このガスハイドレートnは、ガスハイドレート含有率が20%のスラリーの状態であるから脱水器2に導入して脱水し、ガスハイドレートの含有率を70%程度に高め、脱水した水wは、第1生成器1に戻すようになっている。   Since this gas hydrate n is in a slurry state with a gas hydrate content of 20%, it is introduced into the dehydrator 2 for dehydration, and the gas hydrate content is increased to about 70%. The first generator 1 is returned.

脱水器2で脱水されたガスハイドレートnは、第2生成器3に導入され、第1生成器1からの天然ガスgを導入してガスハイドレートnに付随している未反応の水wと反応(水和反応)させ、ガスハイドレートのハイドレート化率を90%程度に高める。この第2生成器3では、第1生成器1と同様にLNG(液化天然ガス)の冷熱を利用して反応熱を除去するようになっている。   The gas hydrate n dehydrated by the dehydrator 2 is introduced into the second generator 3, the natural gas g from the first generator 1 is introduced, and the unreacted water w accompanying the gas hydrate n is introduced. To increase the hydrate conversion rate of gas hydrate to about 90%. In the second generator 3, similarly to the first generator 1, the reaction heat is removed using the cold of LNG (liquefied natural gas).

第2生成器3でほぼ脱水されたガスハイドレートnは、造粒機4によって任意の形状(例えば、球形状)およびサイズ(例えば、5〜70mm程度)のペレットpに成形した後、後述する脱圧装置5によって常圧まで脱圧し、しかる後に、常圧、氷点下(例えば−20℃程度)で貯槽7に貯蔵するようになっている。   The gas hydrate n substantially dehydrated in the second generator 3 is formed into pellets p having an arbitrary shape (for example, spherical shape) and size (for example, about 5 to 70 mm) by the granulator 4, and will be described later. The pressure is released to normal pressure by the pressure release device 5, and then stored in the storage tank 7 at normal pressure and below freezing (for example, about -20 ° C).

脱圧装置5は、図2に示すように、混合器11、過冷却器12、ロックホッパ13、減圧ドラム14、凝縮器15、及び加熱器16を備えている。そして、減圧ドラム14の下方に貯槽7を設置するようになっている。この貯槽7と減圧ドラム14を接続する配管には、バルブ17が設けられている。   As shown in FIG. 2, the depressurization device 5 includes a mixer 11, a supercooler 12, a lock hopper 13, a decompression drum 14, a condenser 15, and a heater 16. And the storage tank 7 is installed below the decompression drum 14. A valve 17 is provided in the pipe connecting the storage tank 7 and the decompression drum 14.

混合器11は、器内に液体プロパンなどの炭化水素系の液化ガスiを封入しており、この液化ガスiによって混合器11内に突き出したペレット導入管18の下端部を液封するようになっている。また、混合器11は、その上端部に均圧配管19を設け、混合器11の上部空間内に溜まったガスjの一部を第1生成器1に連通するようになっている。   The mixer 11 encloses a hydrocarbon-based liquefied gas i such as liquid propane in the container, and the lower end portion of the pellet introduction pipe 18 protruding into the mixer 11 by the liquefied gas i is liquid-sealed. It has become. In addition, the mixer 11 is provided with a pressure equalizing pipe 19 at the upper end thereof, and a part of the gas j accumulated in the upper space of the mixer 11 is communicated with the first generator 1.

その際、混合器11の上部空間内に存在するガスjの圧力Aは、生成工程の操作圧である。   At that time, the pressure A of the gas j existing in the upper space of the mixer 11 is the operating pressure of the generation process.

従って、液化ガスiは、圧力Aで、生成工程の操作温度になるように加熱器16により維持される。液化ガスiがプロパンとすると、Aはプロパンの臨界圧を超える。   Accordingly, the liquefied gas i is maintained at the pressure A by the heater 16 so as to reach the operating temperature of the production process. When the liquefied gas i is propane, A exceeds the critical pressure of propane.

上記混合器11と過冷却器12とを接続する配管は、減圧弁22を有し、過冷却器12と減圧ドラム14とを接続する配管は、膨張弁23を有している。また、この過冷却器12は、その内部に篩24を設け、ペレット状のガスハイドレートpと液化ガスiとを分離するようになっている。この篩24は、傾斜して設けられ、ペレット状のガスハイドレートpが転がり落ちるようになっている。   The pipe connecting the mixer 11 and the subcooler 12 has a pressure reducing valve 22, and the pipe connecting the supercooler 12 and the pressure reducing drum 14 has an expansion valve 23. Further, the supercooler 12 is provided with a sieve 24 inside to separate the pellet-like gas hydrate p and the liquefied gas i. The sieve 24 is provided to be inclined so that the pellet-like gas hydrate p rolls down.

また、過冷却器12の上部側面、即ち、篩24で2分された過冷却器12の上部空間と、減圧ドラム14とを接続する配管には、第1バルブ25、ロックホッパ13、及び第2バルブ26がこの順に設けられている。   Further, the pipe connecting the upper side surface of the subcooler 12, that is, the upper space of the subcooler 12 divided by the sieve 24, and the decompression drum 14 includes the first valve 25, the lock hopper 13, and the first Two valves 26 are provided in this order.

上記減圧弁22は、図3(a)に示すように、油圧式スライド弁28の上方にらせん状に屈曲した複数の案内翼29を有し、ペレット状のガスハイドレートp及び液化ガスiを排出する時、図3(b)に示すように、ペレット状のガスハイドレートp及び液化ガスiがらせん状に旋回しながら落下するようになっている。   As shown in FIG. 3 (a), the pressure reducing valve 22 has a plurality of guide vanes 29 that are spirally bent above the hydraulic slide valve 28, so that the pellet-like gas hydrate p and the liquefied gas i are supplied. When discharging, as shown in FIG. 3 (b), the pellet-shaped gas hydrate p and the liquefied gas i fall while spirally turning.

また、図2に戻って説明すると、減圧ドラム14と上記混合器11とを接続する液化ガス戻し管31には、バルブ32、ブロアー33、凝縮器15、ポンプ35、及び加熱器16が、この順に設けられている。この加熱器16は、熱媒として清水kを用いているが、清水供給量は、配管37に設けた温調弁38によって制御するようになっている。   2, the liquefied gas return pipe 31 connecting the decompression drum 14 and the mixer 11 includes a valve 32, a blower 33, a condenser 15, a pump 35, and a heater 16. It is provided in order. The heater 16 uses fresh water k as a heat medium, but the fresh water supply amount is controlled by a temperature control valve 38 provided in the pipe 37.

更に、上記貯槽7は、均圧排出管39を備え、貯槽7内で生じたパージガスj’を上記液化ガス戻し管31に戻すようになっている。   Further, the storage tank 7 is provided with a pressure equalizing discharge pipe 39 so as to return the purge gas j ′ generated in the storage tank 7 to the liquefied gas return pipe 31.

図4は、プロパンの状態線図を示したものである。   FIG. 4 shows a state diagram of propane.

この図4において、f→aは、凝縮器15におけるLNG冷熱によるプロパンの冷却過程である。a→bは、凝縮器15で凝縮したプロパン液をポンプ35によって昇圧する過程である。b→cは、清水kによる加熱過程である(温度調節)。c→dは、減圧弁22による減圧である。ペレット状のガスハイドレートnとプロパンの液iとは、ここで分離される。d→eは、分離後のプロパン液をLNG冷熱により過冷却する過程である(5℃→−40℃)。e→aは、膨張弁23による過程でロックホッパ13から送出されたペレット状のガスハイドレートpから熱を奪い、プロパンが全部蒸発してペレット状のガスハイドレートnを−20℃まで冷却する。その時の冷凍効果は、a→fの過程である。   In FIG. 4, f → a is a propane cooling process by LNG cold heat in the condenser 15. a → b is a process in which the pressure of the propane liquid condensed by the condenser 15 is increased by the pump 35. b → c is a heating process with fresh water k (temperature adjustment). c → d is the pressure reduction by the pressure reducing valve 22. The pellet-like gas hydrate n and the propane liquid i are separated here. d → e is a process in which the separated propane solution is supercooled by LNG cold heat (5 ° C. → −40 ° C.). e → a takes heat from the pellet-like gas hydrate p delivered from the lock hopper 13 in the process of the expansion valve 23, evaporates all propane and cools the pellet-like gas hydrate n to −20 ° C. . The freezing effect at that time is a process of a → f.

ここで、上記冷凍効果(a→f)は、101kcal/kgである。   Here, the freezing effect (a → f) is 101 kcal / kg.

また、ペレット状のガスハイドレートと液体プロパンの流量比は、上記冷却効果により、ペレット状のガスハイドレートが5℃→−20℃に冷却されることによって決まる。   The flow rate ratio between the pellet-like gas hydrate and liquid propane is determined by cooling the pellet-like gas hydrate from 5 ° C. to −20 ° C. due to the cooling effect.

すなわち、プロパンの循環量をm、ペレット状のガスハイドレートの取り出し量をGとすると、次式のようになる。
G/m=8.08
That is, when the circulation amount of propane is m and the removal amount of the pellet-like gas hydrate is G, the following equation is obtained.
G / m = 8.08

次に、図5〜図7を用いて脱圧装置の作用について説明する。
図5に示すように、減圧弁22及びロックホッパ上部の第1バルブ25を「閉」から「開」に切り替えると、混合器11内のペレット状のガスハイドレートpと液化ガスである液体プロパンiが過冷却器12内に流入する。
Next, the operation of the decompression device will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 5, when the pressure reducing valve 22 and the first valve 25 at the top of the lock hopper are switched from “closed” to “open”, the pellet-shaped gas hydrate p in the mixer 11 and liquid propane which is a liquefied gas i flows into the subcooler 12.

過冷却器12内に流入した液体プロパンiは、篩24を通過して過冷却器12内に溜まる。他方、篩24に遮られたペレット状のガスハイドレートpは、篩24の傾斜面に沿って転がり、第1バルブ25を経てロックホッパ13内に貯蔵される。   The liquid propane i flowing into the subcooler 12 passes through the sieve 24 and accumulates in the subcooler 12. On the other hand, the pellet-shaped gas hydrate p blocked by the sieve 24 rolls along the inclined surface of the sieve 24 and is stored in the lock hopper 13 through the first valve 25.

上記過冷却器12内に貯蔵された液体プロパンiは、LNGの冷熱を利用して冷却された中間冷媒sによって−40℃に冷却される。   The liquid propane i stored in the supercooler 12 is cooled to −40 ° C. by the intermediate refrigerant s cooled using the cold heat of LNG.

次に、図6に示すように、減圧弁22及びロックホッパ上部の第1バルブ25を「開」から「閉」に切り替えた後、ロックホッパ下部の第2バルブ26、膨張弁23、バルブ32を「閉」から「開」に切り替えると、ロックホッパ13内のペレット状のガスハイドレートpが第2バルブ26を経て減圧ドラム14内に供給される。   Next, as shown in FIG. 6, after the pressure reducing valve 22 and the first valve 25 at the upper part of the lock hopper are switched from “open” to “closed”, the second valve 26 at the lower part of the lock hopper, the expansion valve 23, and the valve 32. Is switched from “closed” to “open”, the pellet-like gas hydrate p in the lock hopper 13 is supplied into the decompression drum 14 through the second valve 26.

他方、過冷却器12内の液体プロパンiは、膨張弁23によって減圧ドラム14内でフラッシュされる。そして、フラッシュに伴って蒸発する時に、減圧ドラム14内に供給されたペレット状のガスハイドレートpを−20℃まで冷却する。   On the other hand, the liquid propane i in the supercooler 12 is flushed in the decompression drum 14 by the expansion valve 23. Then, when evaporating along with the flash, the pellet-shaped gas hydrate p supplied into the decompression drum 14 is cooled to -20 ° C.

気化したプロパンガスi’は、ブロアー33によって凝縮器15に供給され、そこで凝縮されて液体プロパンiに戻る。ここで、凝縮器15の冷媒には、LNGの冷熱を利用して冷却された中間冷媒sを使用する。   The vaporized propane gas i 'is supplied to the condenser 15 by the blower 33, where it is condensed and returned to the liquid propane i. Here, an intermediate refrigerant s cooled using the cold heat of LNG is used as the refrigerant of the condenser 15.

凝縮器15によって凝縮された液体プロパンiは、ポンプ35によって上記混合器11に供給される。その際、液体プロパンiは、加熱器16を通過する間に清水kによって−40℃から5℃に昇温される。   The liquid propane i condensed by the condenser 15 is supplied to the mixer 11 by the pump 35. At that time, the liquid propane i is heated from −40 ° C. to 5 ° C. by the fresh water k while passing through the heater 16.

この場合、液体プロパンiとペレット状のガスハイドレートpとは、ほぼ同じ温度であり、相互の熱交換は、無視できるほど小さい。   In this case, the liquid propane i and the pellet-like gas hydrate p are at substantially the same temperature, and the mutual heat exchange is negligibly small.

次に、上記ロックホッパ下部の第2バルブ26、膨張弁23、バルブ32を「開」から「閉」に切り替えた後、図7に示すように、減圧ドラム14の下方にあるバルブ17を「開」にすると、減圧ドラム14内のペレット状のガスハイドレートpがバルブ17を経て貯槽7に供給される。均圧管39は、減圧ドラム14と貯槽7とを連通する。   Next, after switching the second valve 26, the expansion valve 23, and the valve 32 below the lock hopper from "open" to "closed", as shown in FIG. When “open”, the pellet-shaped gas hydrate p in the decompression drum 14 is supplied to the storage tank 7 through the valve 17. The pressure equalizing pipe 39 communicates the pressure reducing drum 14 and the storage tank 7.

本発明に係る天然ガスハイドレート製造システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the natural gas hydrate manufacturing system which concerns on this invention. 本発明における脱圧装置の構成図である。It is a block diagram of the decompression apparatus in this invention. (a)減圧弁の断面図、(b)減圧弁の作用説明図である。(A) It is sectional drawing of a pressure-reduction valve, (b) It is action explanatory drawing of a pressure-reduction valve. プロパンの状態線図である。It is a state diagram of propane. 混合器内のペレット状ガスハイドレートと液体プロパンを排出する説明図である。It is explanatory drawing which discharges the pellet-form gas hydrate and liquid propane in a mixer. ロックホッパ内のペレット状ガスハイドレートを減圧タンク内に供給する一方、過冷却器内の液体プロパンをフラッシュさせる説明図である。It is explanatory drawing which flushes the liquid propane in a subcooler, while supplying the pellet-form gas hydrate in a lock hopper in a pressure reduction tank. 減圧タンク内のペレット状ガスハイドレートを貯槽内に供給する説明図である。It is explanatory drawing which supplies the pellet-shaped gas hydrate in a decompression tank in a storage tank. 従来の天然ガスハイドレート製造システムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the conventional natural gas hydrate manufacturing system.

符号の説明Explanation of symbols

g 原料ガス
i 液化ガス
n ガスハイドレート
p ペレット状のガスハイドレート
w 水
4 造粒機
5 脱圧装置
7 貯槽
11 混合器
12 過冷却器
13 ロックホッパ
14 減圧ドラム
18 ガスハイドレート排出口
24 分級手段
g Raw gas i Liquefied gas n Gas hydrate p Pellet gas hydrate w Water 4 Granulator 5 Depressurizer 7 Storage tank 11 Mixer 12 Supercooler 13 Rock hopper 14 Decompression drum 18 Gas hydrate outlet 24 Classification means

Claims (3)

原料ガスとしての天然ガスを、水と水和反応させてガスハイドレートを生成し、このガスハイドレートを造粒機によってペレット状に成形し、しかる後に、このペレット状のガスハイドレートを脱圧装置によって常圧まで減圧して貯蔵するに際し、
前記脱圧装置を構成している混合器、過冷却器、ロックホッパ、減圧ドラム、凝縮器、加熱器のうち、前記混合器内に突出しているペレット導入管を、前記原料ガスを構成している構成ガスの一つであるプロパンを液化させた液化ガスによって液封する工程と、
前記混合器から排出された前記液化ガスとペレット状のガスハイドレートを分級してペレット状のガスハイドレートを前記ロックホッパ内に貯蔵する一方、前記液化ガスを前記過冷却器内に貯蔵する工程と、
該過冷却器内に貯蔵された前記液化ガスをLNGの冷熱を利用して氷点下の所定の温度に冷却する工程と、
前記ロックホッパ内のペレット状のガスハイドレートと前記過冷却器で氷点下の所定の温度に冷却された液化ガスを前記減圧ドラム内に導入してペレット状のガスハイドレートを氷点下に冷却する冷却工程と、
前記減圧ドラム内で気化したプロパンガスを前記凝縮器に導入すると共にLNGの冷熱を利用して凝縮させる工程と、
前記凝縮器で凝縮した液体プロパンを前記混合器に戻す際に前記加熱器で所定温度に昇温する工程とから成るガスハイドレート製造時におけるパージガス発生防止方法。
Natural gas as raw material gas is hydrated with water to produce gas hydrate, and this gas hydrate is formed into pellets by a granulator, and then the pellet-like gas hydrate is depressurized. When storing to normal pressure by the device,
Mixer constituting the depressurization device, the subcooler, the lock hopper, vacuum drum, a condenser, out of the heater, the pellet introduction tube which projects into the mixer, to constitute the raw material gas A step of liquid-sealing with liquefied gas obtained by liquefying propane , which is one of the constituent gases,
While storing classified to pelletized gas hydrate the liquefied gas and pellets of gas hydrate discharged from the mixer into the lock hopper, the step of storing the liquefied gas to the subcooler in When,
A step of cooling to a predetermined temperature below the freezing point of the liquefied gas stored in the supercooled vessel utilizing LNG cold heat,
Cooling by introducing a pelletized gas hydrate and the subcooler liquefied gas that has been cooled to a predetermined temperature below the freezing point of the lock hopper into the vacuum within the drum supercooling pelletized gas hydrate below freezing Process,
Introducing propane gas vaporized in the decompression drum into the condenser and condensing using the cold heat of LNG;
A method for preventing the generation of purge gas during gas hydrate production, comprising the step of raising the temperature of the liquid propane condensed in the condenser to a predetermined temperature when returning to the mixer.
前記混合器内の圧力を、液化ガスの臨界圧程度に保持することを特徴とする請求項1記載のガスハイドレート製造時におけるパージガス発生防止方法。 2. The method for preventing purge gas generation during gas hydrate production according to claim 1, wherein the pressure in the mixer is maintained at about the critical pressure of liquefied gas. 前記減圧ドラム内で液化ガスを、常圧近傍圧力にて膨張させることにより、ペレット状のガスハイドレートを−20℃付近に冷却することを特徴とする請求項1記載のガスハイドレート製造時におけるパージガス発生防止方法。
The pelletized gas hydrate is cooled to around -20 ° C by expanding the liquefied gas in the decompression drum at a pressure close to normal pressure. Purge gas generation prevention method.
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