JP4838027B2 - Method for producing gas hydrate pellets - Google Patents
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Description
本発明は、ガスハイドレートペレットの製造方法に関し、さらに詳しくは、ガスハイドレートの造粒時における分解率を低減するようにしたガスハイドレートペレットの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing gas hydrate pellets, and more particularly to a method for producing gas hydrate pellets in which the decomposition rate during granulation of gas hydrate is reduced.
ガスハイドレートは、水分子と原料ガス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かご状構造の内部に原料ガス分子が包接した、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く、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。 Gas hydrate is an ice-like solid substance consisting of water molecules and raw gas molecules, and is a kind of stable inclusion compound in which raw 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 / storage means such as natural gas In addition, various applications such as heat storage systems, actuators, and separation / recovery of specific component gases are possible, and research is being 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、生成手段として例えば、原料ガスを高圧に充填した生成容器の上部から冷却した原料水を噴霧し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「水スプレー方式」や、原料ガスを原料水に気泡として導入(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」などが知られている。 Gas hydrate is usually generated under high pressure and low temperature conditions. For example, when the raw water cooled from the top of the production vessel filled with the raw material gas is sprayed and water drops fall in the raw material gas The so-called “water spray method” that generates gas hydrate on the surface of the water droplets, or by introducing the raw material gas into the raw water as bubbles (bubbles), the gas hydrate is generated on the surface of the bubbles when the bubbles of the raw material gas rise in the water. A so-called “bubbling method” that generates a rate is known.
このように製造された粉体状のガスハイドレートは、回転ロール式のガスハイドレートペレット製造装置(以下、「造粒機」ということがある。)により圧縮成形してペレット状に造粒されている(例えば、特許文献1参照)。しかし、ガスハイドレート粉体を圧縮成形して造粒するときに、回転ロールの表面温度がその圧縮仕事に伴って高くなり、ガスハイドレートの分解温度になると、ガスハイドレート粉体が分解してしまう問題が発生する。例えば、圧力5.4MPa、温度2〜3℃の条件でガスハイドレート粉体を生成した後、回転ロール式造粒機を用いて圧縮成形してペレット状に造粒を続けると、ロールの表面温度が上昇して雰囲気が圧力5.4MPa、温度8℃の状態になると、ガスハイドレートが分解してしまうことになる。ガスハイドレートが分解すると、濃度が低下し、ガスハイドレートの利点を十分に発揮することができない。 The powdery gas hydrate produced in this way is compressed into a pellet by compression molding with a rotary roll type gas hydrate pellet production apparatus (hereinafter sometimes referred to as “granulator”). (For example, refer to Patent Document 1). However, when the gas hydrate powder is compressed and granulated, the surface temperature of the rotating roll increases with the compression work, and when the gas hydrate decomposition temperature is reached, the gas hydrate powder decomposes. Problem occurs. For example, after producing a gas hydrate powder under the conditions of a pressure of 5.4 MPa and a temperature of 2 ° C. to 3 ° C., and then continuing the granulation into a pellet by compression molding using a rotary roll granulator, the surface of the roll When the temperature rises and the atmosphere reaches a pressure of 5.4 MPa and a temperature of 8 ° C., the gas hydrate will be decomposed. When the gas hydrate is decomposed, the concentration is lowered, and the advantages of the gas hydrate cannot be fully exhibited.
この対策として、予め造粒機に供給する前にガスハイドレート粉体の温度を低くしておくことが考えられるが、ガスハイドレート生成器と造粒機との間に新たな冷却装置を配置する必要があり、製造工程が増えて、製造コストが高くなることが懸念される。 As a countermeasure, it is conceivable to lower the temperature of the gas hydrate powder before supplying it to the granulator in advance, but a new cooling device is placed between the gas hydrate generator and the granulator. There is a concern that the number of manufacturing steps increases and the manufacturing cost increases.
したがって、簡便かつコスト高とならない方法により、ガスハイドレート粉体をその分解を抑制しながら、ペレットに造粒するガスハイドレートペレットの製造方法は、未だに確立されていない。
本発明の目的は、回転ロール式ガスハイドレートペレット製造装置によってガスハイドレート粉体を圧縮成形してガスハイドレートペレットを製造する時に、圧縮部で発生する熱を簡便な方法で除去し、ガスハイドレートの分解率を低減するようにしたガスハイドレートペレットの製造方法を提供することにある。 The object of the present invention is to remove the heat generated in the compression part by a simple method when gas hydrate pellets are produced by compression molding gas hydrate powder using a rotary roll type gas hydrate pellet production apparatus, An object of the present invention is to provide a method for producing gas hydrate pellets in which the decomposition rate of hydrate is reduced.
上記目的を達成する本発明のガスハイドレートペレットの製造方法は、原料ガスと原料水を接触反応させガスハイドレート粉体を生成し、該ガスハイドレート粉体を、ロール式ガスハイドレートペレット製造装置を使用して圧縮成形するガスハイドレートペレットの製造方法において、前記ガスハイドレートペレット製造装置のロールの外周部及び/又は内部に冷却水を流通させて前記ロールを冷却し、流通後の冷却排水を冷却して、前記ロールの外周部及び/又は内周部に供給すると共に、前記ロールへ前記ガスハイドレート粉体を供給するホッパに前記冷却水を供給し、前記ロールの外周部に冷却水を接触させ、前記ホッパの冷却水排出口から前記冷却排水を排出することを特徴とする。 The method for producing gas hydrate pellets of the present invention that achieves the above object comprises producing a gas hydrate powder by contact reaction of a raw material gas and raw water, and producing the gas hydrate powder from a roll-type gas hydrate pellet. In the method for producing gas hydrate pellets to be compression-molded using an apparatus, cooling water is circulated through the outer periphery and / or the inside of the roll of the gas hydrate pellet production apparatus to cool the roll, and cooling after distribution The drainage is cooled and supplied to the outer peripheral portion and / or inner peripheral portion of the roll, and the cooling water is supplied to a hopper that supplies the gas hydrate powder to the roll, and is cooled to the outer peripheral portion of the roll. Water is brought into contact, and the cooling drainage is discharged from the cooling water discharge port of the hopper .
本発明のガスハイドレートペレットの製造方法は、原料ガスと原料水を接触反応させガスハイドレート粉体を生成し、ロール式ガスハイドレートペレット製造装置を使用して圧縮成形してガスハイドレートペレットを製造するときに、冷却水をガスハイドレートペレット製造装置のロールの外周部及び/又は内部に流通するように循環させて、ロール表面を冷却するようにしている。すなわち、ガスハイドレート粉体の造粒時の圧縮仕事により発熱しても冷却水がこれを徐熱し、ガスハイドレート及びロール表面が、ガスハイドレートの分解温度にならないようにすることが可能となりガスハイドレートの分解率を低減することができる。 The method for producing gas hydrate pellets according to the present invention comprises a gas hydrate powder produced by contact reaction of a raw material gas and raw material water, and compression-molded using a roll type gas hydrate pellet production apparatus. Is produced, the cooling water is circulated so as to circulate in the outer peripheral portion and / or the inside of the roll of the gas hydrate pellet production apparatus so as to cool the roll surface. That is, even if heat is generated by the compression work during granulation of the gas hydrate powder, the cooling water gradually heats it up so that the gas hydrate and roll surface do not reach the decomposition temperature of the gas hydrate. The decomposition rate of gas hydrate can be reduced.
また、冷却水をロールの外周部及び/又は内部を流通し、ロール表面を冷やした後の冷却排水を所定温度に冷却して、再度ロールの外周部及び/又は内周部に循環させるようにしているので、ロール表面の温度の上昇を確実に防止し簡便な方法により発生した熱量を除去しながら、かつ生産コストを抑え、固く締まったガスハイドレートペレットを製造することができる。 Further, the cooling water is circulated through the outer periphery and / or the inside of the roll, the cooling drainage after cooling the roll surface is cooled to a predetermined temperature, and is circulated again to the outer periphery and / or the inner periphery of the roll. Therefore, it is possible to manufacture tightly gas hydrate pellets while reliably preventing an increase in the temperature of the roll surface and removing the amount of heat generated by a simple method, while reducing production costs.
以下に、本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明のガスハイドレートペレットの製造方法におけるプロセスの一例を示すブロックフロー図である。図1において、1は生成器、2はガスハイドレートペレット製造装置(以下、「造粒機」ということがある。)、3は冷却機、4は脱圧装置、5は貯槽である。生成器1において、原料ガスgと原料水wが接触し、所定の低温高圧の条件でパウダー状のガスハイドレート粉体nが生成する。このガスハイドレート粉体nは、造粒機2へ供給されてガスハイドレートぺレットpが製造される。ガスハイドレートペレットpは、冷却機3でさらに低温に冷却され、脱圧装置4において高い圧力が開放された後、貯槽5に低温状態で貯蔵される。また、造粒機2には、冷却水11が供給され、冷却後の冷却排水13は、冷却されて冷却水12として循環するようになっている。また、冷却排水の一部は、生成器1へ原料水15として補給されてもよい。
The present invention is described in detail below.
FIG. 1 is a block flow diagram showing an example of a process in the method for producing gas hydrate pellets of the present invention. In FIG. 1, 1 is a generator, 2 is a gas hydrate pellet manufacturing apparatus (hereinafter, sometimes referred to as “granulator”), 3 is a cooler, 4 is a depressurizing apparatus, and 5 is a storage tank. In the generator 1, the raw material gas g and the raw material water w come into contact with each other, and a powdery gas hydrate powder n is generated under predetermined low temperature and high pressure conditions. This gas hydrate powder n is supplied to the
生成器1におけるガスハイドレート粉体nの生成条件は、メタンハイドレートの場合を例にとると概ね生成温度/生成圧力が253K/2MPa〜273K/3.5MPa〜284K/8MPaを結ぶ温度/圧力曲線より高い圧力又は低い温度が条件とされる。逆に、この温度/圧力曲線より低い圧力又は高い温度にガスハイドレート粉体が晒されると、原料ガスと水に分解してしまう。生成器1の構成は1基でもよいし複数でもよい。とりわけ2基で構成した生成器を用いてガスハイドレート濃度を高めることが好ましい。また、生成器は、脱水手段(図示せず)を備え、ガスハイドレート濃度を高めるようにしてもよい。 The generation condition of the gas hydrate powder n in the generator 1 is generally a temperature / pressure at which the generation temperature / generation pressure is between 253 K / 2 MPa to 273 K / 3.5 MPa to 284 K / 8 MPa, taking the case of methane hydrate as an example. A higher pressure or lower temperature than the curve is required. Conversely, if the gas hydrate powder is exposed to a pressure lower or higher than this temperature / pressure curve, it will decompose into raw material gas and water. The configuration of the generator 1 may be one or plural. In particular, it is preferable to increase the gas hydrate concentration using a generator composed of two units. Further, the generator may be provided with a dehydrating means (not shown) to increase the gas hydrate concentration.
造粒機2は、図2のように、一対の回転ロール21の上方にホッパ22を備えた所謂ブリケッティングロール方式のガスハイドレートペレット製造装置であるとよい。ホッパ22は、その内部に供給されたガスハイドレート粉体を昇圧しながら回転ロールへ押出すスクリューフィーダー(図示せず)を備えている。ガスハイドレート粉体は、回転ロール21のロール表面に形成されたポケット状の成形型30に食い込まれて、ロール間で圧縮成形してペレットに造粒される。成形型30の形状は、特に限定されることはなく、半球状、半楕円球状、半円柱状、長方形状、アーモンド状、ピロー状を好ましく挙げることができ、なかでも半球状、ピロー状や半楕円球状の成形型30を、その長手方向をロールの周方向(回転方向)にほぼ平行になるように配置すると、造粒したペレットが成形型から抜けやすく、すなわち、型離れがよくなり好ましい。
As shown in FIG. 2, the
造粒機2が、一対の回転ロール21間に負荷する圧力は、5MPa〜200MPaが好ましい。この範囲内の圧力で圧縮成形することにより、ガスハイドレート粉体をできるだけ分解させないように造粒することができる。一方、このように回転ロール間にかけられる圧縮仕事及び摩擦により、ガスハイドレート粉体が発熱する熱量は、およそ1kJ/kg〜100kJ/kgになる。この発熱に伴いロール表面の温度が高くなり、ロール表面に接触するガスハイドレート粉体及びペレットの温度も高くなり、ガスハイドレートの分解温度条件に達すると、その一部が分解することになる。
The pressure applied between the pair of rotating
本発明のガスハイドレートペレットの製造方法は、ロール21の外周部及び/又は内部に冷却水を流通させてロールを冷却するようにしている。所定の温度にした冷却水をロール表面に直接接触させ、さらにガスハイドレート粉体と共存させることにより圧縮仕事及び摩擦により発生する熱量を直接的に除去し、ガスハイドレート及びロール表面の温度が高くならないようにすることができる。また、ロールの内部に冷却水を流通させ、さらに循環させることにより、冷却水を減少させないようにしてロール表面を所定の温度にすることができる。
In the method for producing gas hydrate pellets of the present invention, the roll is cooled by circulating cooling water through the outer periphery and / or inside of the
本発明において、ロールの外周部及び/又は内部を流通した冷却水は、冷却水タンクに回収した後、冷却して、再びロールの外周部及び/又は内周部に循環させるようにする。冷却水タンクには、回収した冷却水の他に、新たな水を補給してもよく、また、冷却タンクに溜められた水は、冷却水として使用するだけでなく、ガスハイドレートの原料水として生成器へ供給してもよい。 In the present invention, the cooling water that has circulated through the outer periphery and / or the inside of the roll is recovered in the cooling water tank, and then cooled and circulated again to the outer periphery and / or the inner periphery of the roll. The cooling water tank may be replenished with fresh water in addition to the recovered cooling water. The water stored in the cooling tank is not only used as cooling water but also as raw material water for gas hydrate. May be supplied to the generator.
本発明の実施形態は、図3のように、ガスハイドレート粉体nが、ホッパ22からロール21へ供給され、圧縮成形によりガスハイドレートペレットpに成形され、冷却器3へ移送して冷却される。このとき、ホッパ22に冷却水12を供給し、ロール21の外周部に冷却水を接触させ、ホッパ22の冷却水排出口23から処理後の冷却水13を排出するものである。すなわち、ホッパに供給された冷却水は、ロールの外周部に接触して、圧縮仕事及び摩擦に伴う発熱を除去するとともに、ロール表面を冷却する。冷却処理後の冷却水は、その一部がガスハイドレート粉体nのバインダーとして消費され、残りがホッパに備えられた冷却水排出口23から排出される。この冷却排水13は、冷却水タンク25に回収され、必要に応じて、新たな冷却水11及び/又は生成器の脱水手段等によりガスハイドレートから脱水された水が補給される。冷却水タンク25に溜められた冷却水14は、ポンプ26を介して、冷却器27で所定の温度に冷却されて、ホッパ22へ冷却水12として循環する。なお、冷却水14の一部は、生成器へ原料水15として供給してもよい。これによりガスハイドレートペレットの圧縮成形時における圧縮仕事及び摩擦に伴う発熱を効率的に除去することができ、ガスハイドレートの分解を防止することができる。
Implementation form of the invention, as shown in FIG. 3, the gas hydrate powder n is fed from the
本発明において、ガスハイドレートペレットpの温度Tとガスハイドレート粉体nの温度T0の温度差T−T0を、好ましくは3℃未満、より好ましくは0℃未満になるようにするとよい。温度差T−T0を、このような範囲内にすることにより、ガスハイドレートの分解を確実に抑制することができる。ここで、冷却器27で除去する除熱量Q2は、造粒時にガスハイドレート粉体が受ける熱量Q1と同等以上にすることにより回転ロール及びガスハイドレートの温度上昇を抑制することができる。 In the present invention, the temperature difference T-T 0 between the temperature T of the gas hydrate pellet p and the temperature T 0 of the gas hydrate powder n is preferably less than 3 ° C., more preferably less than 0 ° C. . By setting the temperature difference T−T 0 within such a range, decomposition of the gas hydrate can be reliably suppressed. Here, the heat removal amount Q2 removed by the cooler 27 can be equal to or higher than the heat amount Q1 received by the gas hydrate powder during granulation, thereby suppressing the temperature rise of the rotating roll and the gas hydrate.
なお、冷却水の温度を低くしすぎると、冷却水が凍り、上述したようにガスハイドレート粉体の圧縮成形時のバインダーとしての機能を果たさなくなるため好ましくない。すなわち、濃度が高いガスハイドレート粉体は、乾いた状態でありサラサラした雪のように圧縮しても固まり難い状態になっている。このため、ガスハイドレート粉体に冷却水を補給することにより、冷却水の一部がガスハイドレート粉体同士のバインダーとしての作用を果たし、固く締まったガスハイドレートペレットへと圧縮成形することができる。なお、余剰の冷却水は、一対の回転ロールの間隙が狭くなるにつれて上方に排除され、必要以上の水がガスハイドレートペレットに含まれることはない。また、バインダーになった水分は、造粒機2の下流に備えられた冷却機3でさらに冷却されて凍り、ガスハイドレートペレットをさらに強固なものとすることができる。
If the temperature of the cooling water is too low, the cooling water freezes, and as described above, the function as a binder at the time of compression molding of the gas hydrate powder is not preferable. That is, the gas hydrate powder having a high concentration is in a dry state, and is hard to be hardened even when compressed like a smooth snow. For this reason, by supplying cooling water to the gas hydrate powder, a part of the cooling water acts as a binder between the gas hydrate powders, and it is compression-molded into tight gas hydrate pellets. Can do. Excess cooling water is removed upward as the gap between the pair of rotating rolls becomes narrower, and more water than necessary is not included in the gas hydrate pellets. Moreover, the water | moisture content used as the binder is further cooled and frozen with the cooler 3 provided downstream of the
本発明において、ガスハイドレート粉体の造粒時における分解率βは、理想的には0%であるが、好ましくは10%以下、より好ましくは0%〜5%になるようにするとよい。なお、分解率βは、ガスハイドレート粉体とガスハイドレートペレットをそれぞれサンプリングして、水と原料ガスに分解して、それぞれの包蔵ガス量[重量%]を測定し、ガスハイドレート粉体の包蔵ガス量に対するガスハイドレートペレットの包蔵ガス量の比率[%]を分解率βとする。 In the present invention, the decomposition rate β during granulation of the gas hydrate powder is ideally 0%, preferably 10% or less, more preferably 0% to 5%. The decomposition rate β is obtained by sampling the gas hydrate powder and the gas hydrate pellet, respectively, decomposing it into water and raw material gas, measuring the amount of each contained gas [wt%], and then measuring the gas hydrate powder. The ratio [%] of the gas content stored in the gas hydrate pellet to the gas content stored in [%] is defined as the decomposition rate β.
また、冷却器27による除熱量を、下式(I)により求められる熱量Q1以上になるようにすることが好ましい。
Q1=(T−T0)cM+qMβ/100 ・・・(I)
Further, it is preferable that the amount of heat removed by the cooler 27 is equal to or greater than the amount of heat Q1 obtained by the following equation (I).
Q1 = (T−T 0 ) cM + qMβ / 100 (I)
ここで、Q1は造粒時にガスハイドレート粉体が受ける熱量[w]であり、cは比熱[kJ/kgK]であり、例えば、天然ガスハイドレートの場合、1.8〜2.0kJ/kgKである。qは分解熱[kJ/kg]であり、例えば、天然ガスハイドレートの場合、440kJ/kg程度である。Mはガスハイドレート粉体の造粒速度[kg/s]である。ガスハイドレートペレットpの温度T、造粒器に供給する前のガスハイドレート粉体nの温度T0及び分解率βは実測する値である。 Here, Q1 is the amount of heat [w] received by the gas hydrate powder during granulation, and c is the specific heat [kJ / kgK]. For example, in the case of natural gas hydrate, 1.8 to 2.0 kJ / kgK. q is the heat of decomposition [kJ / kg], for example, about 440 kJ / kg in the case of natural gas hydrate. M is the granulation rate [kg / s] of the gas hydrate powder. The temperature T of the gas hydrate pellet p, the temperature T 0 of the gas hydrate powder n before being supplied to the granulator, and the decomposition rate β are values actually measured.
具体的には、造粒機に供給する前のガスハイドレート粉体nの温度T0及びガスハイドレートペレットpの温度Tを測定し、分解率βを前述した方法により測定して求め、熱量Q1を前記式(I)により算出し、冷却器の除熱量Q2を熱量Q1以上になるように冷却器27の冷媒温度及びポンプ26の流量を調節すればよい。
Specifically, the temperature T 0 of the gas hydrate powder n before being supplied to the granulator and the temperature T of the gas hydrate pellet p are measured, and the decomposition rate β is measured and determined by the above-described method, Q1 is calculated by the above formula (I), and the refrigerant temperature of the cooler 27 and the flow rate of the
本発明に追加可能な実施形態は、図4のように、ロール21の下部に冷却槽28を配置し、この冷却槽28へ冷却水12を循環させ、冷却水12をロール21の外周部に接触させるようにしてロール表面を冷却しながらガスハイドレートペレットを製造する方法である。冷却槽28へ供給された冷却水12に、ロールの下部が浸漬するとロール表面に水膜が形成され、これによりロール表面が効果的に冷却される。また、ロール表面が濡れた状態で回転してホッパ22内でガスハイドレート粉体を巻き込んで圧縮成形するため、冷却水がバインダーとしての機能も果たすことができる。
In an embodiment that can be added to the present invention, as shown in FIG. 4, a
また、冷却槽にロールの下部を浸漬させる代わりに、ロール表面に冷却水をスプレーして除熱することもできる。スプレーした冷却水の余剰分は、下部に冷却槽を配置して回収することが好ましい。さらに、ロールの下部を冷却槽に浸漬させる冷却と、スプレーによる冷却を併用してもよい。これらの方法によっても、ロール表面を効果的に除熱しつつ、かつ適当量の水をバインダーとして補給することが可能となり好ましい。 Further, instead of immersing the lower part of the roll in the cooling tank, the surface of the roll can be sprayed with cooling water to remove heat. It is preferable to collect a surplus of the sprayed cooling water by disposing a cooling tank in the lower part. Furthermore, you may use together the cooling which immerses the lower part of a roll in a cooling tank, and the cooling by a spray. These methods are also preferable because it is possible to effectively remove heat from the roll surface and replenish an appropriate amount of water as a binder.
なお、冷却処理後の冷却排水13の処理工程、冷却器27における除熱量Q2は、上述した実施形態と同様に行うことが好ましい。また、造粒機に供給する前のガスハイドレート粉体nの温度T0とガスハイドレートペレットpの温度Tの温度差T−T0及びガスハイドレートの分解率βについても、上述した実施形態と同様に設定することが好ましい。 In addition, it is preferable to perform the process of the cooling waste_water | drain 13 after a cooling process, and the heat removal amount Q2 in the cooler 27 similarly to embodiment mentioned above . Further, the temperature difference T-T 0 between the temperature T 0 of the gas hydrate powder n and the temperature T of the gas hydrate pellet p before being supplied to the granulator and the decomposition rate β of the gas hydrate are also described above. It is preferable to set it similarly to the form.
本発明に追加可能な他の実施形態は、図5のように、ロール21の内部に設けられた冷却水ジャケットに冷却水12を供給し、ロール21を内部から冷却しながらガスハイドレートペレットを製造する方法である。冷却水は、ロール軸29から内部へ導入され、ロールの内部に設けられた冷却水ジャケットを流通する。ロールの内部に冷却水を流通させ、これを冷却器で所定の温度に冷却しながら循環させることにより、冷却水を減少させないようにしてロール表面を所定の温度にすることができる。
Other embodiments that can be added to the present invention, as shown in Figure 5, and supplies the cooling
なお、冷却処理後の冷却排水13の処理工程、冷却器27における除熱量Q2は、上述した実施形態と同様に行うことが好ましい。また、造粒機に供給する前のガスハイドレート粉体nの温度T0とガスハイドレートペレットpの温度Tの温度差T−T0及びガスハイドレートの分解率βについても、上述した実施形態と同様に設定することが好ましい。 In addition, it is preferable to perform the process of the cooling waste_water | drain 13 after a cooling process, and the heat removal amount Q2 in the cooler 27 similarly to embodiment mentioned above . Further, the temperature difference T-T 0 between the temperature T 0 of the gas hydrate powder n and the temperature T of the gas hydrate pellet p before being supplied to the granulator and the decomposition rate β of the gas hydrate are also described above. It is preferable to set it similarly to the form.
上述した実施形態は、脱圧装置4による大気圧への開放前に、冷却水を供給しながら、ガスハイドレート粉体nをガスハイドレートペレットpへ造粒するものであったが、本発明のガスハイドレートペレットの製造方法は、これに限定されるものではなく、脱圧後、例えば大気圧下におけるガスハイドレートペレットの製造時においても有効である。すなわち、ガスハイドレートが分解しない雰囲気を設定してガスハイドレートペレットの製造する際に、圧縮仕事及び摩擦に伴って発生する熱量により設定した雰囲気の条件が変化しガスハイドレートが分解しやすい状態になるのを防止して、ガスハイドレート分解率を低減しながら、より強固なガスハイドレートペレットを製造することができる。 In the above-described embodiment, the gas hydrate powder n is granulated into the gas hydrate pellet p while supplying cooling water before being released to the atmospheric pressure by the depressurizer 4. The method for producing the gas hydrate pellets is not limited to this, and is effective even after producing the gas hydrate pellets under atmospheric pressure after depressurization. In other words, when manufacturing gas hydrate pellets in an atmosphere that does not decompose the gas hydrate, the conditions of the set atmosphere change depending on the amount of heat generated due to compression work and friction, and the gas hydrate is easily decomposed. This makes it possible to produce stronger gas hydrate pellets while reducing the gas hydrate decomposition rate.
以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further, the scope of the present invention is not limited to these Examples.
〔比較例〕
図3のガスハイドレートペレットの製造プロセスにおいて、冷却水を供給しないようにして、天然ガスを原料ガスとして生成し、温度T0が6℃のガスハイドレート粉体(平衡温度7℃)を、造粒速度Mを0.06kg/sで圧縮成形したところ、ガスハイドレートペレットの温度Tは7℃となり、温度差T−T0は1℃で、前述した方法により測定した分解率βは、3.2%であった。このとき、比熱cを1.6kJ/kgK、分解熱qを440kJ/kgとして、前式(I)により算出される熱量Q1は、1.8kwであった。
[Comparative Example]
In the gas hydrate pellet manufacturing process of FIG. 3, natural gas is generated as a raw material gas without supplying cooling water, and a gas hydrate powder (equilibrium temperature 7 ° C.) having a temperature T 0 of 6 ° C. is obtained. When compression molding was performed at a granulation rate M of 0.06 kg / s, the temperature T of the gas hydrate pellets was 7 ° C., the temperature difference T-T 0 was 1 ° C., and the decomposition rate β measured by the method described above was It was 3.2%. At this time, assuming that the specific heat c is 1.6 kJ / kgK and the decomposition heat q is 440 kJ / kg, the heat quantity Q1 calculated by the previous equation (I) is 1.8 kw.
〔実施例〕
図3のガスハイドレートペレットの製造プロセスにおいて、冷却器による除熱量Q2が1.8kwとなるように冷却水を冷却しながら回転ロール式造粒機のホッパに循環させたことを除いて、比較例と同様にしてガスハイドレートペレットを製造した。この結果、ガスハイドレート粉体とペレットの造粒前後の温度差T−T0は0℃となり、ガスハイドレートの分解率βは、0%であった。また、実施例により得られたガスハイドレートペレットは、比較例により得られたものよりも固く締められていた。
〔Example〕
In the manufacturing process of the gas hydrate pellets in FIG. 3, except that the cooling water was circulated through the hopper of a rotary roll granulator while cooling the cooling water so that the heat removal amount Q2 by the cooler was 1.8 kw. Gas hydrate pellets were produced in the same manner as in the examples. As a result, the temperature difference TT 0 before and after granulation of the gas hydrate powder and pellets was 0 ° C., and the decomposition rate β of the gas hydrate was 0%. Moreover, the gas hydrate pellet obtained by the Example was tightened more firmly than what was obtained by the comparative example.
1 生成器
2 ガスハイドレートペレット製造装置(造粒機)
11,12 冷却水
13 冷却排水
21 ロール
22 ホッパ
23 冷却水排出口
27 冷却器
28 冷却槽
g 原料ガス
w 原料水
n ガスハイドレート粉体
p ガスハイドレートペレット
1
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Q1=(T−T0)cM+qMβ/100 ・・・(I)
ただし、Q1は造粒時にガスハイドレート粉体が受ける熱量[w]、cは比熱[kJ/kgK]、qは分解熱[kJ/kg]、Mはガスハイドレート粉体の造粒速度[kg/s]、βはガスハイドレート粉体の造粒時における分解率[%]である。 The method for producing a gas hydrate according to any one of claims 1 to 4 , wherein a heat removal amount by the cooler is equal to or greater than a heat amount Q1 obtained by the following formula (I).
Q1 = (T−T 0 ) cM + qMβ / 100 (I)
However, Q1 is the amount of heat [w] received by the gas hydrate powder during granulation, c is the specific heat [kJ / kgK], q is the heat of decomposition [kJ / kg], M is the granulation rate of the gas hydrate powder [ kg / s] and β are decomposition rates [%] during granulation of the gas hydrate powder.
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