JP5851781B2

JP5851781B2 - ガスハイドレート圧縮成形装置

Info

Publication number: JP5851781B2
Application number: JP2011209342A
Authority: JP
Inventors: 真鴻巣
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Priority date: 2011-09-26
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2016-02-03
Anticipated expiration: 2031-09-26
Also published as: JP2013066878A

Description

本発明は、ブリケット状又はフレーク状の成形物を製造するロールを、前記成形物の成形に適した温度に温度調整するロール温度調整装置を具備するガスハイドレート圧縮成形装置に関するものである。

従来、天然ガス、メタン、二酸化炭素などの原料ガスを水と水和反応させて生成した粉体状のハイドレートは、輸送及び貯蔵時のハンドリング性を向上させるために、圧縮成形してペレット状の成形物（以下、「ペレット」と称する。）に加工することが知られている。

ペレットの製造には、図８に示すように、一対のロール１，１の上方にホッパ２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が用いられている。ホッパ２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一対のロール１，１間へ押し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、各ロール１のロール表面に設けられたポケット状の成形型３に食い込まれ、更に、ロール１，１間で圧縮成形されてペレットとなる。

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、各ロール１の表面温度が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する。

そこで、図９に示すように、ホッパ２に冷却水ｗを供給し、各ロール１の外周面に冷却水を接触させ、ホッパ２の冷却水排出口４から処理後の冷却水ｗを排出することが出願されている（例えば、特許文献１の［図３］参照。）。図中、符号５は冷却水タンク、６はポンプ、７は冷却器、ｎはガスハイドレート粉体である。

また、図１０に示すように、各ロール１の下部に冷却槽８を配置し、この冷却槽８へ冷却水ｗを循環させ、冷却水ｗを各ロール１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も出願されている（例えば、特許文献１の［図４］参照。）。

しかしながら、前者のように、ホッパ２に冷却水ｗを供給する方法は、ホッパ２内にガスハイドレート粉体が充満しているために、各ロール１の外周面を冷却水ｗによってムラのないように均一に冷却することが難しい。また、後者の場合は、各ロール１の下方に冷却槽８が位置しているために、ホッパ２の下部開口部に対峙しているロール外周部分の温度をペレットの成形に適した温度にコントロールすることが難しい。

他方、一対のロールを容器内に収容し、容器内の温度をホッパの外部に装備された加温・冷却装置によって一元的にコントロールすることが考えられている。その際、ペレットの成形性を向上させるためには、容器内温度をハイドレート平衡温度＋４℃にコントロールする必要があるが、この場合は、ホッパ内でハイドレートが融解する現象が確認され、歩留りの低下が見られた。

これとは反対に、ハイドレート平衡温度以下（０〜−２℃）にコントロールすると、ハイドレートがロールにへばりつく現象、また、ペレットにラミネーションが発生し、割れ等によりペレット成形が著しく劣る現象が目視確認されている。

従来、ロールにへばりついたハイドレートを除去する方法として、外部から水を供給し、シャワー洗浄する方法が採られてきたが、シャワー水の温度により、結果的にロール温度が上昇する。また、容器内の湿度が上昇することによりサイトガラスが曇り、目視確認ができなくなる。更に、温度を持つ水が系内を循環することにより、プラント系のマスバランスを再考しなければならない等の問題が発生した。

また、ヒータを使用して温度コントロールすることも考えられるが、防爆ヒータは、フランジを含め直管部分が多く、今回のようなロール形状にならうようにできない。また、ヒータ自体も大型化してしまい実用搭載には向かないことが容易に推察できる。

特開２００７−２６２１８６号公報

本発明は、ブリケット状又はフレーク状の成形物を製造するロールを成形に適した温度に調整するロール温度調整装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、ガスハイドレート粉体をブリケット状又はフレーク状に圧縮成形する一対のロールと、この一対のロールの上方に位置するホッパと、該ホッパ内のガスハイドレート粉体を前記ロール間に供給するスクリューフィーダーとを備え、更に、前記ホッパの下部にフィーダブロックを備え、該フィーダブロックは、ガスハイドレート粉体が通過する貫通孔と、一対のチークプレート装着部とを有し、かつ、各チークプレート装着部に装着した各チークプレートによってロールの谷間からガスハイドレート粉体が溢れるのを防止するガスハイドレート圧縮成形装置において、前記ロールのくい込み点の近傍にロール温度調整装置を備え、該ロール温度調整装置は、一対の前記チークプレート装着部間に装着され、更に、前記ロールの外周面に近接して設置され、かつ、内部に伝熱媒体が通過する空洞部を有する金属製の細長い函体からなり、該函体は、少なくとも前記ロールの外周面に対峙する底部が円弧状に形成されると共に前記ロールの周縁部に対峙するスカート部を備えていることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、ガスハイドレート粉体をブリケット状又はフレーク状に圧縮成形する一対のロールと、この一対のロールの上方に位置するホッパと、該ホッパ内のガスハイドレート粉体を前記ロール間に供給するスクリューフィーダーとを備え、更に、前記ホッパの下部にフィーダブロックを備え、該フィーダブロックは、ガスハイドレート粉体が通過する貫通孔と、一対のチークプレート装着部とを有し、かつ、各チークプレート装着部に装着した各チークプレートによってロールの谷間からガスハイドレート粉体が溢れるのを防止するガスハイドレート圧縮成形装置において、前記ロールのくい込み点の近傍にロール温度調整装置を備え、該ロール温度調整装置は、一対の前記チークプレート装着部間に装着され、更に、前記ロールの外周面に近接して設置され、かつ、内部に伝熱媒体が通過する空洞部を有する金属製の細長い函体からなり、該函体は、少なくとも前記ロールの外周面に対峙する底部が円弧状に形成されると共に前記ロールの周縁部に対峙するスカート部を備え、更に、前記底部に凹凸状でかつ前記筐体の長手方向と交差する方向の放熱部を設けたことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、ガスハイドレート粉体をブリケット状又はフレーク状に圧縮成形する一対のロールと、この一対のロールの上方に位置するホッパと、該ホッパ内のガスハイドレート粉体を前記ロール間に供給するスクリューフィーダーとを備え、更に、前記ホッパの下部にフィーダブロックを備え、該フィーダブロックは、ガスハイドレート粉体が通過する貫通孔と、一対のチークプレート装着部とを有し、かつ、各チークプレート装着部に装着した各チークプレートによってロールの谷間からガスハイドレート粉体が溢れるのを防止するガスハイドレート圧縮成形装置において、前記ロールのくい込み点の近傍にロール温度調整装置を備え、該ロール温度調整装置は、一対の前記チークプレート装着部間に装着され、更に、前記ロールの外周面に近接して設置され、かつ、内部に伝熱媒体が通過する空洞部を有する金属製の細長い函体からなり、該函体は、少なくとも前記ロールの外周面に対峙する底部が円弧状に形成されると共に前記ロールの周縁部に対峙するスカート部を備え、更に、前記底部に凹凸状でかつ前記筐体の長手方向と交差する方向の放熱部を設け、更に、前記函体内に前記空洞部を二分する隔壁を設け、かつ、前記くい込み点の近傍の端部とは反対側の端部に伝熱媒体供給口を設けると共に、前記函体の側方に伝熱媒体排出口を設けたことを特徴とする。

上記のように、本発明は、ブリケット状又はフレーク状の成形物を製造するロールのくい込み点の近傍に、前記ロールの外周面に近接して設置され、かつ、内部に伝熱媒体が通過する空洞部を有する金属製の細長い函体からなり、該函体は、少なくともロールの外周面に対峙する底部が円弧状に形成されると共にロールの周縁部に対峙するスカート部を備えているため、外部から細長い函体内の空洞部に一定温度の伝熱媒体を一定量循環させることにより、ブリケット状又はフレーク状の成形物を製造するロールの外周面の温度を成形に適した温度に精度良くコントロールすることができる。また、ロール温度調整装置を構成している細長い函体のみに伝熱媒体を注入するので、系内のマスバランスを乱すことがない。

本発明に係るロール温度調整装置を採用したガスハイドレートペレット製造装置の主要部の斜視図である。本発明に係るロール温度調整装置の斜視図である。本発明に係るロール温度調整装置の一部断面を含む平面図である。本発明に係るロール温度調整装置の側面図である。本発明に係るロール温度調整装置の底面図である。本発明に係るロール温度調整装置の正面図である。本発明に係るロール温度調整装置の背面図である。従来のガスハイドレートペレット製造装置の斜視図である。従来のガスハイドレートペレット製造装置を模式的に示す説明図である。従来のガスハイドレートペレット製造装置を模式的に示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

図１において、符号１００は、一対のロール１，１の上方にホッパ２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。ホッパ２は、その内部に供給されたガスハイドレート粉体ｎを昇圧しながらロール１，１間へ押し出すスクリューフィーダー（図示せず）を備えている。ロール１，１間へ押し出されたガスハイドレート粉体ｎは、各ロール１のロール表面に設けられたポケット状の成形型（図示せず）に食い込まれ、更に、一対のロール１，１間で圧縮成形されてペレットｎ’となる。

図１に示すように、ガスハイドレートペレット製造装置１００は、ロール１のくい込み点Ｐの近傍にロール温度調整装置１０を備えている。くい込み点Ｐとは、ロール１の速度と原料（ガスハイドレート粉体ｎ）の流れ速度が同一になる点を言う。

更に詳しく説明すると、上記ロール温度調整装置１０は、ホッパ２の下部に取り付けたフィーダベースブロック３０に装着されている。フィーダベースブロック３０は、原料（ガスハイドレート粉体ｎ）が通過する垂直な貫通孔３３を備えた正方形の上板３１と、上板３１の下部に配置した一対のチークプレート装着部３２，３２から構成され、この一対のチークプレート装着部３２，３２の間に前記ロール温度調整装置１０が装着されている。ロール温度調整装置１０は、その先端部が前記貫通孔３３内に若干突出するようになっている。

上記チークプレート装着部３２，３２の内側に装着されたチークプレート（図示せず）は、ロール１，１の両端にあてがわれ、ロール１，１の谷間からガスハイドレート粉体ｎが溢れるのを防止するようになっている。

上記ロール温度調整装置１０は、図２〜７に示すように、内部に伝熱媒体が通過する空洞部１２を有する中空状の細長い函体１１であり、例えば、快削黄銅等の熱伝導率の高い金属によって構成されている。

上記函体１１は、少なくともロール１の外周面に対峙する底部１３が円弧状に形成されると共に、ロール１の周縁部に対峙する一対のスカート部１４，１４を備えている。このため、函体１１は、その横断面が凹形になっている。また、函体１１の底部１３は、凹凸状に加工された放熱部１５となっている。この凹凸は、函体１１の長手方向と交差するようになっている。

更に、函体１１は、その後端部に伝熱媒体供給口１８，１９を設けると共に、その側方に伝熱媒体排出口２２，２３を設けている。そのうえ、函体１１は、内部の空洞部１２を隔壁１７によって二分している。

図３に示すように、函体１０の後端部に設けられた伝熱媒体供給口１８，１９から函体１１内に一定温度（例えば、５〜６０℃）に調整された伝熱媒体ａを供給すると、伝熱媒体ａは、細長い函体１１の各空洞部１２内を一巡して函体１１の側部に設けられた排出口２２，２３から排出されるが、その間に函体１１は、伝熱媒体ａによって一定温度に温度調整される。

温度調整された函体１１の底部１３とロール１との間には、常に、ロール１，１によって搾られたガスハイドレート粉末の圧搾水が存在するため、この圧搾水を媒介してロール１，１の表面温度（外周面温度）がペレットｎ’の成形に最適な温度に温度コントロールされる。

以上の説明では、ガスハイドレートのペレット成形について説明したが、本発明は、これに限らず、ガスハイドレートをフレーク状に成形する場合にも適用できる。また、利用分野も、例えば、化学、鐵鋼、窯業、食品、薬品などを挙げることができる。

ａ伝熱媒体
Ｐくい込み点
１ロール
１１函体
１２空洞部
１３底部
１４スカート部

Claims

ガスハイドレート粉体をブリケット状又はフレーク状に圧縮成形する一対のロールと、この一対のロールの上方に位置するホッパと、該ホッパ内のガスハイドレート粉体を前記ロール間に供給するスクリューフィーダーとを備え、更に、前記ホッパの下部にフィーダブロックを備え、該フィーダブロックは、ガスハイドレート粉体が通過する貫通孔と、一対のチークプレート装着部とを有し、かつ、各チークプレート装着部に装着した各チークプレートによってロールの谷間からガスハイドレート粉体が溢れるのを防止するガスハイドレート圧縮成形装置において、前記ロールのくい込み点の近傍にロール温度調整装置を備え、該ロール温度調整装置は、一対の前記チークプレート装着部間に装着され、更に、前記ロールの外周面に近接して設置され、かつ、内部に伝熱媒体が通過する空洞部を有する金属製の細長い函体からなり、該函体は、少なくとも前記ロールの外周面に対峙する底部が円弧状に形成されると共に前記ロールの周縁部に対峙するスカート部を備えていることを特徴とするガスハイドレート圧縮成形装置。
ガスハイドレート粉体をブリケット状又はフレーク状に圧縮成形する一対のロールと、この一対のロールの上方に位置するホッパと、該ホッパ内のガスハイドレート粉体を前記ロール間に供給するスクリューフィーダーとを備え、更に、前記ホッパの下部にフィーダブロックを備え、該フィーダブロックは、ガスハイドレート粉体が通過する貫通孔と、一対のチークプレート装着部とを有し、かつ、各チークプレート装着部に装着した各チークプレートによってロールの谷間からガスハイドレート粉体が溢れるのを防止するガスハイドレート圧縮成形装置において、前記ロールのくい込み点の近傍にロール温度調整装置を備え、該ロール温度調整装置は、一対の前記チークプレート装着部間に装着され、更に、前記ロールの外周面に近接して設置され、かつ、内部に伝熱媒体が通過する空洞部を有する金属製の細長い函体からなり、該函体は、少なくとも前記ロールの外周面に対峙する底部が円弧状に形成されると共に前記ロールの周縁部に対峙するスカート部を備え、更に、前記底部に凹凸状でかつ前記筐体の長手方向と交差する方向の放熱部を設けたことを特徴とするガスハイドレート圧縮成形装置。
ガスハイドレート粉体をブリケット状又はフレーク状に圧縮成形する一対のロールと、この一対のロールの上方に位置するホッパと、該ホッパ内のガスハイドレート粉体を前記ロール間に供給するスクリューフィーダーとを備え、更に、前記ホッパの下部にフィーダブロックを備え、該フィーダブロックは、ガスハイドレート粉体が通過する貫通孔と、一対のチークプレート装着部とを有し、かつ、各チークプレート装着部に装着した各チークプレートによってロールの谷間からガスハイドレート粉体が溢れるのを防止するガスハイドレート圧縮成形装置において、前記ロールのくい込み点の近傍にロール温度調整装置を備え、該ロール温度調整装置は、一対の前記チークプレート装着部間に装着され、更に、前記ロールの外周面に近接して設置され、かつ、内部に伝熱媒体が通過する空洞部を有する金属製の細長い函体からなり、該函体は、少なくとも前記ロールの外周面に対峙する底部が円弧状に形成されると共に前記ロールの周縁部に対峙するスカート部を備え、更に、前記底部に凹凸状でかつ前記筐体の長手方向と交差する方向の放熱部を設け、更に、前記函体内に前記空洞部を二分する隔壁を設け、かつ、前記くい込み点の近傍の端部とは反対側の端部に伝熱媒体供給口を設けると共に、前記函体の側方に伝熱媒体排出口を設けたことを特徴とするガスハイドレート圧縮成形装置。