JP6140238B2 - Gas recovery apparatus and gas recovery method from bottom methane hydrate - Google Patents

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Description

本発明は、海底や湖底等の水底に在るメタンハイドレートからメタンを主として含むガスを回収するガス回収装置及び水底メタンハイドレートからのガス回収方法に関するものである。   The present invention relates to a gas recovery apparatus for recovering a gas mainly containing methane from methane hydrate present on the bottom of the sea such as a seabed or a lake bottom, and a gas recovery method from the bottom methane hydrate.

従来、水底に在るメタンハイドレートを回収するに際して、水底に在るメタンハイドレートを水底付近で分解してメタンガスに変え、該メタンガスの状態で海面上に回収する装置及び方法が提供されている(特許文献1)。
また、メタンハイドレートをスラリー状態にして海面上に揚収する装置及び方法が提供されている(特許文献2)。
Conventionally, when recovering methane hydrate in the bottom of the water, an apparatus and a method for decomposing the methane hydrate in the bottom of the water near the bottom of the water to convert it into methane gas and recovering the methane gas on the sea surface are provided. (Patent Document 1).
Moreover, the apparatus and method which make methane hydrate into a slurry state and extract on the sea surface are provided (patent document 2).

特開2006−46009号公報JP 2006-46009 A 特開2014−201875号公報JP 2014-201875 A

特許文献1の技術では、水底に在るメタンハイドレートを水底付近で分解するため、その分解のために供給する熱エネルギーは過大となり、高コスト化する問題があった。   In the technique of Patent Document 1, since methane hydrate in the bottom of the water is decomposed near the bottom of the water, the thermal energy supplied for the decomposition becomes excessive, and there is a problem of increasing costs.

特許文献2の技術では水底を掘削し、メタンハイドレートをスラリー状態にして海面上まで長尺な管内を揚収するが、前記スラリーにはメタンハイドレートの他、水底の土砂、泥、礫も含まれている。水底のメタンハイドレート層中のメタンハイドレートの割合は約10%〜30%程度であり、多くの土砂が海面上まで引き上げられるので、当該土砂の処理または廃棄のためのコストがかかる。
また、水深400m付近から海水の温度及び圧力がメタンハイドレートの相平衡において分解側になるので、スラリー状態のメタンハイドレートは分解しつつ海面上まで揚収されることになり、揚収を安定して制御するのが困難であった。これらによりメタンガス(主成分がメタンであるガスを含む)の回収効率を高めることが難しいという問題があった。
In the technology of Patent Document 2, the bottom of the water is excavated and the methane hydrate is made into a slurry state and the inside of the long pipe is taken up to the sea surface. In addition to the methane hydrate, the bottom of the earth also contains sediment, mud and gravel. include. The proportion of methane hydrate in the methane hydrate layer at the bottom of the water is about 10% to 30%, and a lot of earth and sand is pulled up to the surface of the sea, so that costs for processing or disposal of the earth and sand are required.
In addition, since the temperature and pressure of the seawater from the depth of 400m become the decomposition side in the phase equilibrium of methane hydrate, the methane hydrate in the slurry state is lifted up to the sea surface while being decomposed, and the yield is stable. It was difficult to control. As a result, there is a problem that it is difficult to improve the recovery efficiency of methane gas (including gas whose main component is methane).

上記課題に鑑み、本発明の目的は、水底に在るメタンハイドレートからガスを回収する際の、ガス回収効率またはコスト効率を高めることにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to improve gas recovery efficiency or cost efficiency when recovering gas from methane hydrate in the bottom of water.

上記課題を解決するため、本発明の第1の態様に係るガス回収装置は、水底に在るメタンハイドレートをガス化して回収するガス回収装置であって、室内に前記メタンハイドレートを含むスラリーを入れることが可能な第1室体と、前記第1室体を水中に位置させる水中保持機構部と、前記第1室体内に水底に在る前記メタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを送るスラリー導入部と、前記第1室体内からのガス取り出し部と、前記第1室体内から主として水底堆積物を含む堆積物スラリーを水底に送るスラリー導出部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a gas recovery apparatus according to a first aspect of the present invention is a gas recovery apparatus that gasifies and recovers methane hydrate in the bottom of a water, and includes a slurry containing the methane hydrate in a room. A mixed slurry containing a first chamber body capable of containing water, an underwater holding mechanism for positioning the first chamber body in water, and the methane hydrate and bottom sediment in the bottom of the first chamber. A slurry introduction part for sending a slurry, a gas extraction part from the first chamber body, and a slurry outlet part for sending a sediment slurry mainly containing a bottom sediment from the first chamber body to the bottom. .

ここで、「水底」とは、水が在る場所の底の部分を意味し、海洋であれば海底、湖であれば湖底である。また、「メタンハイドレート」とは主にメタンを包接しているものであり、自然界で生じるそれ以外の炭化水素ガス(例えば、エタン、プロパン等)を包接するものも含むものである。   Here, the “water bottom” means a bottom portion of a place where water is present. Further, “methane hydrate” mainly includes methane, and includes those that include other hydrocarbon gas (for example, ethane, propane, etc.) that occur in nature.

本態様によれば、メタンハイドレートを含むスラリー(混合スラリー)を入れた第1室体を、メタンハイドレートが分解する圧力、水温の水深に位置させることにより室内のメタンハイドレートを分解してガス化し、前記第1室体内からガスを取り出して回収することができる。
その際、メタンハイドレートをガス化した後に残る、水底堆積物を含む堆積物スラリーは、前記第1室体が位置する水中から水底に戻されるので、水上まで「水底堆積物」、及び「メタンハイドレートの分解水を含む水底の水」が引き上げられない。すなわち、水上において水底堆積物及び前記水底の水(前記分解水を含む)を処理する必要がない。
According to this aspect, the first chamber body containing the slurry containing methane hydrate (mixed slurry) is positioned at a pressure at which the methane hydrate decomposes and at a water depth, thereby decomposing the indoor methane hydrate. The gas can be gasified, and the gas can be taken out from the first chamber and recovered.
At this time, the sediment slurry containing the bottom sediment remaining after gasifying the methane hydrate is returned from the water in which the first chamber body is located to the bottom, so that the “bottom sediment” and “methane” “Bottom water including hydrate decomposition water” cannot be raised. That is, it is not necessary to treat the bottom sediment and the water at the bottom (including the decomposed water) on the water.

また、水上まで引き上げた堆積物スラリーを水底に戻す場合よりも少ないエネルギーで、水底に戻すことができる。よって、水底のメタンハイドレートからのガス回収時に付随して回収される水底堆積物の処理にかかる費用を抑えることができる。
また、前記堆積物スラリーを水底に送る際、水底のメタンハイドレート層を掘削等により混合スラリーの状態にして回収する回収領域から離れた領域に送ることにより、前記回収領域における作業効率を良好にすることができる。
Moreover, it is possible to return the sediment slurry pulled up to the water bottom to the water bottom with less energy than when returning it to the water bottom. Therefore, it is possible to reduce the cost of processing the bottom sediment collected accompanying the gas recovery from the bottom methane hydrate.
In addition, when sending the sediment slurry to the bottom of the water, by sending the methane hydrate layer on the bottom of the bottom to a mixed slurry by excavation or the like and sending it to a region away from the recovery region, the working efficiency in the recovery region is improved. can do.

また、前記混合スラリーの揚収は、水中の前記第1室体の位置までであり、水面までの揚収は行わない。したがって、前記混合スラリーの揚収にかかるコストを抑えることができる上、揚収途中(特に、水圧及び水温がメタンハイドレートの分解条件となる水面近く)での分解に伴う揚収の不安定化を低減することが可能となる。これにより、水底メタンハイドレートからのメタンガスの回収効率を高めることができる。   Further, the mixed slurry is lifted up to the position of the first chamber body in water, and is not lifted up to the water surface. Therefore, it is possible to reduce the cost for the extraction of the mixed slurry and to make the extraction unstable due to decomposition during the extraction (particularly near the water surface where water pressure and temperature are the decomposition conditions of methane hydrate). Can be reduced. Thereby, the collection | recovery efficiency of the methane gas from a bottom methane hydrate can be improved.

本発明の第2の態様に係るガス回収装置は、第1の態様において、前記第1室体の室内の圧力を調整する圧力調整部を備える、ことを特徴とする。   The gas recovery apparatus according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the gas recovery apparatus includes a pressure adjusting unit that adjusts the pressure in the chamber of the first chamber body.

本態様によれば、圧力調整部によって第1室体の室内の圧力を調整することができるので、例えば、前記室内に気液界面が存在する状態を安定して維持することができる。これにより、安定した分解を実現することができ、またメタンハイドレートの分解で生成したガスと水は気液界面のそれぞれに分かれるので、前記ガスの第1室体内からの分離回収を容易に行うことができる。
また、室内を前記第1室体が位置する水深の水圧よりも低く調整することにより、前記スラリー導入部によって、前記室内に水底から混合スラリーを送るために要するエネルギーを低減することができる。
According to this aspect, since the pressure inside the first chamber body can be adjusted by the pressure adjusting unit, for example, a state where a gas-liquid interface exists in the room can be stably maintained. As a result, stable decomposition can be realized, and the gas and water generated by the decomposition of methane hydrate are separated at the gas-liquid interface, so that the gas can be easily separated and collected from the first chamber. be able to.
In addition, by adjusting the interior of the chamber to be lower than the water pressure at the depth at which the first chamber body is located, the slurry introduction unit can reduce the energy required to send the mixed slurry from the water bottom into the chamber.

本発明の第3の態様に係るガス回収装置は、第2の態様において、前記ガス取り出し部が、室内から取り出したガスを回収先に送る取り出しラインを備え、前記圧力調整部が前記取り出しラインに設けられている、ことを特徴とする。
ここで、「回収先」とは、ガスを貯留するタンク等の貯留設備や、前記ガスを燃料として利用するガスタービン等のガス燃料利用設備を含む意味で使われている。
The gas recovery apparatus according to a third aspect of the present invention is the gas recovery device according to the second aspect, wherein the gas extraction unit includes an extraction line for sending the gas extracted from the room to a recovery destination, and the pressure adjusting unit is connected to the extraction line. It is provided, It is characterized by the above-mentioned.
Here, the “recovery destination” is used to include storage facilities such as a tank that stores gas and gas fuel utilization facilities such as a gas turbine that uses the gas as fuel.

本態様によれば、圧力調整部は、室内から取り出したガスを回収先に送る取り出しラインに設けられているので、メタンハイドレートが分解して発生したガスによって高くなった第1室体内の圧力を、リリーフバルブ等を利用して容易に回収先に送ることができる。   According to this aspect, since the pressure adjusting unit is provided in the take-out line that sends the gas taken out from the room to the collection destination, the pressure in the first chamber increased by the gas generated by decomposition of methane hydrate. Can be easily sent to the collection destination using a relief valve or the like.

本発明の第4の態様に係るガス回収装置は、第1の態様から第3の態様のいずれかにおいて、前記第1室体内の水を加熱する加熱部を備える、ことを特徴とする。   A gas recovery device according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that, in any one of the first to third aspects, a heating unit that heats water in the first chamber is provided.

本態様によれば、前記第1室体内の水を加熱する加熱部を備えているので、前記第1室体内においてメタンハイドレートを高効率に分解することができる。また、前記第1室体をメタンハイドレートが分解しない圧力、水温の水深に位置させてメタンハイドレートの分解を行うことも可能となる。このことによって、前記第1室体の水中への設置条件の自由度が増す。   According to this aspect, since the heating unit that heats the water in the first chamber is provided, methane hydrate can be decomposed in the first chamber with high efficiency. It is also possible to decompose the methane hydrate by placing the first chamber body at a pressure at which the methane hydrate does not decompose and at a water depth of water temperature. This increases the degree of freedom of installation conditions of the first chamber body in water.

本発明の第5の態様に係るガス回収装置は、第1の態様から第4の態様のいずれかにおいて、前記スラリー導入部が、前記第1室体へ送る前記混合スラリーの量を調整する導入量調整部を備えている、ことを特徴とする。   The gas recovery device according to a fifth aspect of the present invention is the gas recovery device according to any one of the first to fourth aspects, wherein the slurry introduction unit adjusts the amount of the mixed slurry to be sent to the first chamber body. An amount adjustment unit is provided.

本態様によれば、前記導入量調整部によって前記混合スラリーの導入量が調整されて第1室体内に送られるので、第1室体内におけるメタンハイドレートの分解を安定して行うことができる。   According to this aspect, since the introduction amount of the mixed slurry is adjusted by the introduction amount adjusting unit and sent into the first chamber, decomposition of methane hydrate in the first chamber can be performed stably.

本発明の第6の態様に係るガス回収装置は、第1の態様から第5の態様のいずれかにおいて、前記水中保持機構部が、前記第1室体の水深位置を変える位置調整機構を備えている、ことを特徴とする。   A gas recovery device according to a sixth aspect of the present invention is the gas recovery apparatus according to any one of the first to fifth aspects, wherein the underwater holding mechanism section includes a position adjustment mechanism that changes a water depth position of the first chamber body. It is characterized by that.

本態様によれば、水域の温度条件や水流の状態等の室外の条件、或いは、メタンハイドレートの分解速度等の室内の条件に応じて、前記第1室体の水深位置を変えることができる。以って、ガス回収装置による効率よいガスの回収を行うことができる。   According to this aspect, the water depth position of the first chamber body can be changed according to outdoor conditions such as the temperature condition of the water area and the state of the water flow, or indoor conditions such as the decomposition rate of methane hydrate. . Thus, efficient gas recovery can be performed by the gas recovery device.

本発明の第7の態様に係る水底メタンハイドレートからのガス回収方法は、水底に在るメタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを水中に位置する第1室体内へ送る第1の送り工程と、前記第1室体内でメタンハイドレートを分解する分解工程と、前記分解工程で生成したガスを第1室体内から取り出して回収するガス回収工程と、第1室体内から主として水底堆積物を含む水底堆積物スラリーを水底に送る第2の送り工程と、を有することを特徴とする。   The method for recovering gas from bottom methane hydrate according to the seventh aspect of the present invention provides a first feed for feeding a mixed slurry containing methane hydrate and bottom sediment in the bottom into a first chamber located in the water. A step, a decomposition step of decomposing methane hydrate in the first chamber, a gas recovery step of taking out and recovering the gas generated in the decomposition step from the first chamber, and a bottom sediment mainly from the first chamber And a second feeding step for feeding the bottom sediment slurry containing the water bottom to the bottom.

本態様によれば、第1の態様のガス回収装置における作用効果と同様の作用効果を奏する。   According to this aspect, there exists an effect similar to the effect in the gas recovery apparatus of a 1st aspect.

本発明の第8の態様に係る水底メタンハイドレートからのガス回収方法は、第7の態様において、前記第2の送り工程において前記堆積物スラリーを送る水底が、前記第1の送り工程における水底メタンハイドレートの回収領域外の水底である、ことを特徴とする。   The method for recovering gas from bottom methane hydrate according to an eighth aspect of the present invention is the seventh aspect, wherein the bottom for sending the deposit slurry in the second feeding step is the bottom for the first feeding step. It is the bottom of the water outside the methane hydrate recovery area.

前記第1室体内においてメタンハイドレートをガス化した後に溜まる堆積物スラリーを、水底メタンハイドレートの回収領域に送ると、戻した水底堆積物を再度メタンハイドレートとともに前記第1室体内に送ってしまう虞がある。また、前記回収領域における水底堆積物の割合が増えるので、前記第1室体内に送る混合スラリー中のメタンハイドレート含有率が低くなり、ガス回収効率が低下する。
本態様によれば、前記第1室体内においてメタンハイドレートをガス化した後に溜まる堆積物スラリーが、水底メタンハイドレートを回収する領域外に戻されるので、水底メタンハイドレートを効率よく第1室体内に送ることができる。また、ガス回収率の低下の虞を低減できる。
When deposit slurry collected after gasifying methane hydrate in the first chamber is sent to the bottom methane hydrate recovery region, the returned bottom sediment is sent again to the first chamber together with methane hydrate. There is a risk of it. Moreover, since the ratio of the bottom sediment in the said collection | recovery area | region increases, the methane hydrate content rate in the mixed slurry sent to the said 1st chamber body becomes low, and gas recovery efficiency falls.
According to this aspect, the sediment slurry that accumulates after gasifying methane hydrate in the first chamber is returned to the outside of the region for recovering the bottom methane hydrate, so that the bottom methane hydrate is efficiently removed from the first chamber. Can be sent into the body. In addition, the risk of a decrease in gas recovery rate can be reduced.

本発明の第9の態様に係る水底メタンハイドレートからのガス回収方法は、第7の態様または第8の態様において、前記第1室体の室内に気液界面ができる圧力を付与した状態でメタンハイドレートを分解する、ことを特徴とする。   A gas recovery method from bottom methane hydrate according to a ninth aspect of the present invention is the seventh aspect or the eighth aspect, in a state in which a pressure that creates a gas-liquid interface is applied to the interior of the first chamber body. It decomposes methane hydrate.

本態様によれば、室内におけるメタンハイドレートの安定した分解を実現することができる。またメタンハイドレートの分解で生成したガスと水は気液界面のそれぞれに分かれるので、前記ガスの第1室体内からの分離回収を容易に行うことができる。   According to this aspect, stable decomposition of methane hydrate in the room can be realized. Further, since the gas and water generated by the decomposition of methane hydrate are separated at the gas-liquid interface, the gas can be easily separated and collected from the first chamber.

本発明の第10の態様に係る水底メタンハイドレートからのガス回収方法は、第9の態様において、前記第1室体の室内を、該第1室体が位置する水深の圧力よりも低い圧力に減圧する、ことを特徴とする。   A gas recovery method from bottom methane hydrate according to a tenth aspect of the present invention is the ninth aspect, wherein the pressure in the interior of the first chamber body is lower than the pressure of the water depth at which the first chamber body is located. The pressure is reduced to a low pressure.

本態様によれば、室内を前記第1室体が位置する水深の圧力よりも低くすることにより、前記第1の送り工程において、前記室内に水底から混合スラリーを送るために要するエネルギーを低減することができる。   According to this aspect, the energy required for sending the mixed slurry from the bottom of the water into the room is reduced in the first feeding step by making the room lower than the pressure of the water depth at which the first chamber body is located. be able to.

本発明の第11の態様に係る水底メタンハイドレートからのガス回収方法は、第7の態様から第10の態様のいずれかにおいて、前記分解工程が、前記第1室体内の水に熱を加えて行われる、ことを特徴とする。   In the gas recovery method from bottom methane hydrate according to the eleventh aspect of the present invention, in any one of the seventh aspect to the tenth aspect, the decomposition step adds heat to the water in the first chamber. It is characterized by being performed.

本態様によれば、前記第1室体内においてメタンハイドレートを高効率に分解することができる。   According to this aspect, methane hydrate can be decomposed with high efficiency in the first chamber.

本発明に係るガス回収装置の一例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows an example of the gas recovery apparatus which concerns on this invention. 第1室体が位置する水深の圧力よりも低い圧力に室内を減圧する場合について説明する図であり、(A)は室内を水深の圧力にした状態を示す図、(B)は室内を水深の圧力よりも減圧にした状態を示す図。It is a figure explaining the case where a room | chamber interior is pressure-reduced to the pressure lower than the pressure of the water depth in which a 1st chamber body is located, (A) is a figure which shows the state which made the indoor the pressure of the water depth, (B) The figure which shows the state made into pressure reduction rather than the pressure of no.

[実施例1]
<ガス回収装置の概略構成>
水底に在るメタンハイドレートをガス化して回収するためのガス回収装置10の概略構成について、図1に基づいて説明する。図1は、本発明に係るガス回収装置の一例を示す概略構成図である。
[Example 1]
<Schematic configuration of gas recovery device>
A schematic configuration of a gas recovery apparatus 10 for gasifying and recovering methane hydrate in the bottom of the water will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a gas recovery apparatus according to the present invention.

本実施例では、図1に示すように、水底20の表層型のメタンハイドレート層22から、メタンガスG(以下、単にガスGと称する場合がある)を回収する場合を例に挙げる。
ガス回収装置10は、水中に設けられる第1室体12を備えている。第1室体12は、室内にメタンハイドレートHを含むスラリー(後述する混合スラリー36)を入れることが可能に構成されている。第1室体は、その室内においてメタンハイドレートが分解されるものである。第1室体12は、室内においてメタンハイドレートHを分解して得られるガスGの圧力、及び第1室体12が設けられる水深の圧力に耐え得る耐圧性を備えているとともに、減圧条件に対する耐圧性も備えていることが好ましい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, a case where methane gas G (hereinafter may be simply referred to as gas G) is recovered from the surface type methane hydrate layer 22 of the bottom 20 is taken as an example.
The gas recovery apparatus 10 includes a first chamber body 12 provided in water. The first chamber body 12 is configured such that a slurry containing methane hydrate H (mixed slurry 36 described later) can be placed in the chamber. In the first chamber body, methane hydrate is decomposed in the chamber. The first chamber body 12 has a pressure resistance that can withstand the pressure of the gas G obtained by decomposing the methane hydrate H in the room and the pressure of the water depth in which the first chamber body 12 is provided, and is capable of withstanding pressure reduction conditions. It is also preferable to have pressure resistance.

ガス回収装置10には、第1室体12を水中24に位置させる水中保持機構部14が設けられている。本実施形態において水中保持機構部14は、第1室体12に設けられる浮力体16、水底に打たれるアンカー18、及び第1室体12とアンカー18を繋ぐチェーン19によって構成されている。尚、第1室体12自体が十分な浮力を有する場合は、浮力体16を省略してもよい。
尚、「水中保持機構部」の他の構成としては、例えば、第1室体12と水底のアンカー18を繋ぐチェーン19に替えて、例えば、水上(地上の他、船上も含む)から支持部材を延設し、所定の水深位置からの第1室体12の浮き上がりを押さえる構成とすることも可能である。
また、第1室体12が浮力を持たない構成とし、第1室体12を前記水上からワイヤーやチェーン等によって水中に吊り下げる構成とすることもできる。
The gas recovery apparatus 10 is provided with an underwater holding mechanism unit 14 that positions the first chamber body 12 in the underwater 24. In the present embodiment, the underwater holding mechanism unit 14 includes a buoyancy body 16 provided in the first chamber body 12, an anchor 18 that is struck on the water bottom, and a chain 19 that connects the first chamber body 12 and the anchor 18. When the first chamber body 12 itself has sufficient buoyancy, the buoyancy body 16 may be omitted.
As another configuration of the “underwater holding mechanism”, for example, instead of the chain 19 that connects the first chamber body 12 and the anchor 18 on the bottom of the water, for example, the supporting member from above the water (including on the ship and on the ship) can be used. It is also possible to have a configuration in which the lifting of the first chamber body 12 from a predetermined water depth position is suppressed.
Alternatively, the first chamber body 12 may be configured not to have buoyancy, and the first chamber body 12 may be suspended from the water by a wire, a chain, or the like.

第1室体12の上部には、第1室体12内からのガス取り出し部26が設けられている。符号28はガスGの取り出し口であり、取り出し口28から取り出されるガスGは、取り出しライン30により送られて、例えば、回収先としてのガス回収船32において回収される。取り出しライン30としては、フレキシブルホース等の可撓性を有するケーブルを用いることができる。ガスGの回収先は水上に限られず、ガスGを貯留するタンク等の貯留設備や、ガスGを燃料として利用するガスタービン等のガス燃料利用設備でもよい。
取り出しライン30には、第1室体12の室内の圧力を調整する「圧力調整部」としてのバルブ34が設けられている。取り出しライン30に設けられたバルブ34の開閉状態を調整することにより、第1室体12からガス回収船32へ送られるガス量を調整し、メタンハイドレートが分解して発生したガスGによって高くなった第1室体12内の圧力を容易に調整することができる。
A gas extraction portion 26 from the inside of the first chamber body 12 is provided on the upper portion of the first chamber body 12. Reference numeral 28 denotes a gas G take-out port. The gas G taken out from the take-out port 28 is sent through a take-out line 30 and is collected, for example, in a gas collection ship 32 as a collection destination. As the extraction line 30, a flexible cable such as a flexible hose can be used. The collection destination of the gas G is not limited to water, but may be a storage facility such as a tank that stores the gas G, or a gas fuel utilization facility such as a gas turbine that uses the gas G as fuel.
The take-out line 30 is provided with a valve 34 as a “pressure adjusting unit” for adjusting the pressure inside the first chamber body 12. The amount of gas sent from the first chamber 12 to the gas recovery ship 32 is adjusted by adjusting the open / closed state of the valve 34 provided in the take-out line 30, and is increased by the gas G generated by decomposition of methane hydrate. The pressure in the 1st chamber body 12 which became can be adjusted easily.

また、本実施形態においてガス回収装置10は、第1室体12内の水を加熱する加熱部54を備えている。加熱部54の構成については、後に詳述する。   In the present embodiment, the gas recovery apparatus 10 includes a heating unit 54 that heats the water in the first chamber body 12. The configuration of the heating unit 54 will be described in detail later.

また、第1室体12の下部には、第1室体12内に水底20に在るメタンハイドレートHと土砂、砂礫等の水底堆積物Sを含む混合スラリー36を送るスラリー導入部38が設けられている。
本実施形態において、メタンハイドレート層22は、ドリルやバケット等を備えた掘削機44による掘削によって砕かれ、メタンハイドレートHと水底堆積物Sを水底の水とが、スラリー導入部38を構成する揚収ライン46によって混合スラリー36として第1室体12内に送られるようになっている。第1ライン46には第1室体12へ送る混合スラリー36の量を調整する「導入量調整部」としてのポンプ48が設けられている。また、第1ライン46には、複数の浮力体49を設けることができる。
In addition, a slurry introduction unit 38 for sending a mixed slurry 36 containing methane hydrate H present in the bottom 20 and bottom sediment S such as earth and sand and gravel in the first chamber 12 is provided below the first chamber 12. Is provided.
In the present embodiment, the methane hydrate layer 22 is crushed by excavation by an excavator 44 equipped with a drill, a bucket, or the like, and the methane hydrate H and the bottom sediment S constitute the slurry introduction unit 38. Then, the mixed slurry 36 is sent into the first chamber body 12 by the lifting line 46. The first line 46 is provided with a pump 48 as an “introduction amount adjusting unit” for adjusting the amount of the mixed slurry 36 to be sent to the first chamber body 12. A plurality of buoyancy bodies 49 can be provided on the first line 46.

加えて、第1室体12の下部には、第1室体12内から主として水底堆積物Sを含む堆積物スラリー40を水底に送る第2ライン50を備えるスラリー導出部42が設けられている。第2ライン50には堆積物スラリー40の送り量を調整する調整部としてのポンプ52が設けられている。
尚、第1ライン46及び第2ライン50としては、ライザー管、フレキシブルホース、アンビリカルケーブル等を用いることができる。
以上が、ガス回収装置10の主要な構成の概略である。他の細かい構成については、次に説明するガス回収方法の途中、或いはその説明の後に別途説明する。
In addition, at the lower part of the first chamber body 12, a slurry outlet 42 including a second line 50 for sending the sediment slurry 40 mainly containing the bottom sediment S from the first chamber body 12 to the bottom of the water is provided. . The second line 50 is provided with a pump 52 as an adjusting unit that adjusts the feed amount of the deposit slurry 40.
As the first line 46 and the second line 50, a riser pipe, a flexible hose, an umbilical cable, or the like can be used.
The above is the outline of the main configuration of the gas recovery apparatus 10. Other detailed configurations will be described separately during or after the gas recovery method described below.

<ガス回収方法について>
次に、ガス回収装置10を用いて行うガス回収方法について説明する。
[第1の送り工程]
前述したように、掘削機44によって水底のメタンハイドレート層22が砕かれ、混合スラリー36(水底の水にメタンハイドレートHと水底堆積物Sが混合したもの)が第1ライン46(スラリー導入部38)から第1室体12に送られる。
<About the gas recovery method>
Next, a gas recovery method performed using the gas recovery apparatus 10 will be described.
[First feeding step]
As described above, the bottom methane hydrate layer 22 is crushed by the excavator 44, and the mixed slurry 36 (mixed with the bottom water and methane hydrate H and the bottom sediment S) is the first line 46 (slurry introduction). Part 38) to the first chamber body 12.

第1室体12は、水中24の任意の水深に位置させることができるが、メタンハイドレートHがほとんど分解しない圧力、温度の水深に位置させることが好ましい。そのような水深であれば、加熱部54による加熱によってメタンハイドレートHの分解を制御し易い。メタンハイドレートHが分解しない圧力、温度の水深は、水域によって異なるが400m前後である。本実施形態では、一例として第1室体12を水深300mに位置させている。   The first chamber body 12 can be positioned at an arbitrary depth of the water 24, but is preferably positioned at a depth of pressure and temperature at which the methane hydrate H hardly decomposes. With such a water depth, it is easy to control the decomposition of methane hydrate H by heating by the heating unit 54. The depth of pressure and temperature at which methane hydrate H does not decompose is around 400 m, although it varies depending on the water area. In the present embodiment, as an example, the first chamber body 12 is positioned at a water depth of 300 m.

[分解工程]
混合スラリー36中のメタンハイドレートHは、第1室体12の室内において分解される。第1室体12の水を加熱部54によって加熱することによってメタンハイドレートHの分解条件が満たされて、メタンハイドレートHを分解し、ガス化することができる。
[Disassembly process]
Methane hydrate H in the mixed slurry 36 is decomposed in the chamber of the first chamber body 12. By heating the water in the first chamber body 12 by the heating unit 54, the decomposition conditions of the methane hydrate H are satisfied, and the methane hydrate H can be decomposed and gasified.

尚、第1室体12をメタンハイドレートHの分解条件となる水深に位置させることによって、当該メタンハイドレートHを分解させることが可能であるが、メタンハイドレートHの分解は吸熱反応であるので、第1室体12の水を加熱することが望ましい。第1室体12の水を加熱して分解工程を行うことにより、高効率に分解工程を行うことができる。
第1室体12を位置させる水中24では、水底よりも水温は高く水圧は低い。そのためメタンハイドレートHの分解に必要な熱エネルギーは水底20近傍よりも少なくて足りるので、ガス回収コストを抑制することができる。
It is possible to decompose the methane hydrate H by positioning the first chamber body 12 at a water depth that is a decomposition condition of the methane hydrate H, but the decomposition of the methane hydrate H is an endothermic reaction. Therefore, it is desirable to heat the water in the first chamber body 12. By performing the decomposition step by heating the water in the first chamber body 12, the decomposition step can be performed with high efficiency.
In the water 24 in which the first chamber body 12 is located, the water temperature is higher than the water bottom and the water pressure is lower. Therefore, the thermal energy required for the decomposition of methane hydrate H is less than that near the bottom 20, so that the gas recovery cost can be suppressed.

[ガス回収工程]
第1室体12の室内における前記分解工程で生成したガスGは、ガス取り出し部26によって第1室体12内から取り出されてガス回収船32に回収される。
[Gas recovery process]
The gas G generated in the decomposition step in the chamber of the first chamber body 12 is extracted from the first chamber body 12 by the gas extraction unit 26 and recovered by the gas recovery ship 32.

[第2の送り工程]
ここで、第1室体12の室内には、混合スラリー36としてメタンハイドレートHとともに揚収された水底堆積物Sが残る。水底堆積物Sは第1室体12の下部に沈殿して堆積し易い。この第1室体12内で沈殿した水底堆積物Sを水底堆積物スラリー40として、第2ライン50(スラリー導出部42)によって水底20に送る。
尚、メタンハイドレートHの分解工程が開始された後、第1室体12の室内の水には、混合スラリー36として揚収された水底20の水と、メタンハイドレートHが分解して生成した分解水(メタンハイドレートを形成していた水)が混ざっているが、前記分解水も元々水底20に在った水底20の水である。
[Second feeding step]
Here, the bottom sediment S collected together with the methane hydrate H as the mixed slurry 36 remains in the chamber of the first chamber body 12. The bottom sediment S tends to settle and deposit at the lower part of the first chamber body 12. The bottom sediment S precipitated in the first chamber body 12 is sent to the bottom 20 as a bottom sediment slurry 40 by the second line 50 (slurry outlet 42).
In addition, after the decomposition | disassembly process of methane hydrate H is started, the water of the bottom 20 collected as mixed slurry 36 and the methane hydrate H are decomposed | disassembled and produced | generated in the indoor water of the 1st chamber body 12. The decomposed water (water that formed methane hydrate) is mixed, and the decomposed water is also water in the bottom 20 that originally existed in the bottom 20.

分解工程は、第1室体12の室内に気液界面60ができる圧力を付与した状態で行うことが望ましい。具体的には、混合スラリー36の送り量を調整するために第1ライン46に設けられたポンプ48と、堆積物スラリー40の送り量を調整するために第2ライン50に設けられたポンプ52とを制御して送り量のバランスを保つことで、その室内に気液界面60ができる。
このことにより、第1室体12の室内に気液界面60が存在する状態でメタンハイドレートの分解がおこなわれ、安定した分解を実現することができる。またメタンハイドレートの分解で生成したメタンガスと水は気体側と液体側のそれぞれに分かれるので、分解生成メタンガスの第1室体12内からの分離回収を容易に行うことができる。
It is desirable that the decomposition step be performed in a state in which a pressure that creates a gas-liquid interface 60 is applied to the interior of the first chamber body 12. Specifically, a pump 48 provided in the first line 46 for adjusting the feed amount of the mixed slurry 36 and a pump 52 provided in the second line 50 for adjusting the feed amount of the deposit slurry 40. By controlling the above, the gas-liquid interface 60 is formed in the room.
As a result, methane hydrate is decomposed in a state where the gas-liquid interface 60 exists in the chamber of the first chamber body 12, and stable decomposition can be realized. Moreover, since the methane gas and water produced | generated by decomposition | disassembly of methane hydrate are isolate | separated into each of the gas side and the liquid side, the separation and recovery of the decomposition | disassembly produced | generated methane gas from the 1st chamber body 12 can be performed easily.

以上のようにして、第1室体12内においてメタンハイドレートHを分解してガス化し、第1室体12内からメタンガスGを取り出して回収することにより、以下の作用効果が得られる。
すなわち、メタンハイドレートHをガス化した後に第1室体12内に残る水底堆積物Sを含む堆積物スラリー40は、第1室体12が位置する水中24から水底20に戻されるので、水上まで水底堆積物S、及びメタンハイドレートHの分解水を含む水底20付近の水が引き上げられない。すなわち、水上において水底堆積物S及び水底20付近の水を処理する必要がない。
As described above, the methane hydrate H is decomposed and gasified in the first chamber body 12, and the methane gas G is taken out and collected from the first chamber body 12, thereby obtaining the following effects.
That is, the deposit slurry 40 including the bottom sediment S remaining in the first chamber body 12 after gasifying the methane hydrate H is returned to the bottom 20 from the water 24 where the first chamber body 12 is located. The water in the vicinity of the bottom 20 including the bottom sediment S and the decomposition water of the methane hydrate H is not pulled up. In other words, it is not necessary to treat the water in the vicinity of the bottom sediment S and the bottom 20 on the water.

また、混合スラリー36を水上まで引き上げてメタンハイドレートHを分解した場合よりも少ないエネルギーで、堆積物スラリー40を水底20に戻すことができる。よって、水底メタンハイドレートからのガス回収時に付随して回収される水底堆積物Sの処理にかかるコストを抑えることができる。   Further, the deposit slurry 40 can be returned to the bottom 20 with less energy than when the mixed slurry 36 is pulled up to the water to decompose the methane hydrate H. Therefore, it is possible to reduce the cost of processing the bottom sediment S that is collected accompanying the gas recovery from the bottom methane hydrate.

また混合スラリー36の揚収は、水中24の第1室体12の位置までであるので、水上まで水底20のメタンハイドレートHを揚収して分解する場合よりも揚収コストを抑えることができる上、揚収途中(特に、水圧及び水温がメタンハイドレートHの分解条件となる水面25近く)での分解に伴う揚収の不安定化を低減することが可能となる。これにより、水底20のメタンハイドレートHからのメタンガスの回収効率を高めることができる。
尚、メタンハイドレートHは水よりも比重が小さいのでスラリー導入部38による揚収を行わずとも浮力によって水中を上昇するが、スラリー導入部38を用いて揚収することにより、混合スラリー36の第1室体12内への導入を高効率に行うことができる。
In addition, since the mixed slurry 36 is taken up to the position of the first chamber body 12 in the water 24, the cost of picking up can be suppressed as compared with the case where the methane hydrate H in the bottom 20 is lifted and decomposed. In addition, it is possible to reduce the instability of the lifting due to the decomposition during the lifting (particularly near the water surface 25 where the water pressure and the water temperature are the decomposition conditions of the methane hydrate H). Thereby, the collection | recovery efficiency of the methane gas from the methane hydrate H of the water bottom 20 can be improved.
Since methane hydrate H has a specific gravity smaller than that of water, the methane hydrate H rises in the water by buoyancy without being lifted by the slurry introducing portion 38, but by using the slurry introducing portion 38, Introduction into the first chamber body 12 can be performed with high efficiency.

第2の送り工程において、堆積物スラリー40を水底20に送る際、第1の送り工程における水底メタンハイドレートHの回収領域(掘削機44によってメタンハイドレート層22を掘削している領域)外の離れた位置に送ることが望ましい。   When the deposit slurry 40 is sent to the bottom 20 in the second feeding step, outside the recovery region of the bottom methane hydrate H in the first feeding step (the region where the methane hydrate layer 22 is excavated by the excavator 44). It is desirable to send to a remote location.

このことによって、水底20に戻した水底堆積物Sを再度メタンハイドレートHとともに第1室体12に送ってしまう虞を低減し、メタンハイドレートHを効率よく第1室体12に送ることができる。また、水底20に戻した水底堆積物Sによって混合スラリー36中に含まれる水底堆積物Sの割合が増えることによるガス回収率の低下の虞を低減できるとともに、メタンハイドレートHの回収領域における作業効率を良好にすることができる。   By this, the possibility that the bottom sediment S returned to the bottom 20 will be sent again to the first chamber body 12 together with the methane hydrate H is reduced, and the methane hydrate H can be efficiently sent to the first chamber body 12. it can. In addition, it is possible to reduce the risk of a decrease in gas recovery rate due to an increase in the proportion of the bottom sediment S contained in the mixed slurry 36 due to the bottom sediment S returned to the bottom 20, and work in the recovery region of the methane hydrate H Efficiency can be improved.

尚、ポンプ48によって第1室体12へ送る混合スラリー36の導入量を調整することにより、第1室体12内における分解工程を安定して行うことができる。
また、ポンプ48を停止することにより、第1室体12内への混合スラリー36の導入の停止を速やかに行うことができる。
In addition, by adjusting the introduction amount of the mixed slurry 36 to be sent to the first chamber body 12 by the pump 48, the decomposition process in the first chamber body 12 can be stably performed.
Further, by stopping the pump 48, the introduction of the mixed slurry 36 into the first chamber body 12 can be quickly stopped.

<ガス回収装置の他の構成>
水中保持機構部14には、第1室体12の水深位置を変える「位置調整機構」を設けることができる。
本実施形態において、第1室体12の水深位置を変える「位置調整機構」としては、例えば、チェーン19の巻き取り及び引き出しが可能なリール62を設けることができる。リール62を用いてチェーン19の長さを変えることにより、第1室体12の水深位置を変えることができる。
<Other configuration of gas recovery device>
The underwater holding mechanism unit 14 can be provided with a “position adjustment mechanism” that changes the water depth position of the first chamber body 12.
In the present embodiment, as the “position adjusting mechanism” for changing the water depth position of the first chamber body 12, for example, a reel 62 capable of winding and pulling out the chain 19 can be provided. By changing the length of the chain 19 using the reel 62, the water depth position of the first chamber body 12 can be changed.

このことによって、水域の温度条件や水流の状態等の第1室体12外の条件、或いは、メタンハイドレートの分解速度等の第1室体12内の条件に応じて、第1室体12の水深位置を変えることができる。以って、ガス回収装置10による効率よいガスGの回収を行うことができる。   Thus, the first chamber body 12 can be used in accordance with conditions outside the first chamber body 12 such as the temperature condition of the water area and the state of water flow, or conditions within the first chamber body 12 such as the decomposition rate of methane hydrate. The water depth position can be changed. Therefore, the gas G can be efficiently recovered by the gas recovery device 10.

また、「位置調整機構」を備えた「水中保持機構部」の他の構成として、例えば、浮力体16が内部に液体(通常は水)を入れられるバラストタンクであり、浮力体16(バラストタンク)の内部に入れるバラスト水の量を調整することによって、第1室体12を浮かせる水深位置を変えるようにすることもできる。
尚、バラスト水としては、第1室体12が設けられている水中の周辺水域の水を用いることが望ましい。
Further, as another configuration of the “underwater holding mechanism portion” provided with the “position adjusting mechanism”, for example, the buoyancy body 16 is a ballast tank in which a liquid (usually water) can be put, and the buoyancy body 16 (ballast tank). It is also possible to change the water depth position where the first chamber body 12 is floated by adjusting the amount of ballast water put into the inside of ().
In addition, as ballast water, it is desirable to use the water of the surrounding water area in the water in which the 1st chamber body 12 is provided.

また、第1室体12の室内の水を加熱する加熱部54は、熱媒体を循環する循環ライン56と、循環ライン56に設けられ、前記熱媒体に熱を与える熱交換部58とによって構成することができる。前記熱媒体としては、第1室体12を位置させる水中24と同じ水域の水を用いることができる。他の水域の水や、水以外の熱媒体を利用することも勿論可能である。   The heating unit 54 that heats the water in the first chamber body 12 includes a circulation line 56 that circulates the heat medium, and a heat exchange unit 58 that is provided in the circulation line 56 and applies heat to the heat medium. can do. As the heat medium, water in the same water area as the underwater 24 in which the first chamber body 12 is located can be used. Of course, it is possible to use water in other water areas or a heat medium other than water.

本実施形態においては、前記熱媒体に与える熱として、ガス回収船32で発生する排熱(例えば、ディーゼルエンジンからの排熱)を利用している。
このように加熱部54を構成することによって、構造簡単にして第1室体12の室内の水の加熱を実現することができる。また、回収先がメタンガスを燃料として利用するガスタービン等のガス燃料利用設備である場合には、ガス燃料利用時の排熱を利用することができる。また、回収先以外、例えば近隣に排熱が生じる設備や施設等がある場合には、その排熱を利用してもよい。
尚、第1室体12の室内の水の加熱は、前記熱媒体が循環する循環ライン56によるものに限られず、第1室体12内の水をヒーター等により直接加熱するように構成することもできる。
また、水面25に近い水中24の水は水底近くの水よりも高温であるので、水面25に近い水中24の水と熱交換する構成とすることもできる。
In this embodiment, exhaust heat generated in the gas recovery ship 32 (for example, exhaust heat from a diesel engine) is used as the heat to be given to the heat medium.
By configuring the heating unit 54 in this manner, the heating of the water in the first chamber body 12 can be realized with a simple structure. Further, when the collection destination is a gas fuel utilization facility such as a gas turbine that uses methane gas as fuel, exhaust heat at the time of using the gas fuel can be utilized. In addition, when there is equipment or facility that generates exhaust heat in the vicinity other than the collection destination, the exhaust heat may be used.
The heating of the water in the first chamber body 12 is not limited to that by the circulation line 56 through which the heat medium circulates, and the water in the first chamber body 12 is directly heated by a heater or the like. You can also.
Further, since the water in the water 24 near the water surface 25 is hotter than the water near the water bottom 25, it can be configured to exchange heat with the water in the water 24 near the water surface 25.

ガス回収装置10が第1室体12内の水を加熱する加熱部54を備えていることにより、第1室体12内においてメタンハイドレートHを高効率に分解することができる。また、第1室体12をメタンハイドレートが分解しない圧力、水温の水深、言い換えると、メタンハイドレートの生成条件を確実に満たす水深(例えば水深500m)に位置させてメタンハイドレートHの分解を行うことも可能となる。このとき、加熱部54によって第1室体12内の水に与える熱量を調整することで、第1室体12において分解生成するガスの量を増減調整することができる。以上のように、加熱部54を備えることによって、第1室体12の水中への設置条件の自由度が増す。   Since the gas recovery apparatus 10 includes the heating unit 54 that heats the water in the first chamber body 12, the methane hydrate H can be decomposed in the first chamber body 12 with high efficiency. In addition, the first chamber body 12 is positioned at a pressure at which the methane hydrate does not decompose, a water temperature depth, in other words, a water depth that reliably satisfies the methane hydrate generation conditions (for example, a water depth of 500 m), and decomposes the methane hydrate H. It is also possible to do this. At this time, by adjusting the amount of heat given to the water in the first chamber body 12 by the heating unit 54, the amount of gas decomposed and generated in the first chamber body 12 can be adjusted up or down. As described above, the provision of the heating unit 54 increases the degree of freedom of installation conditions of the first chamber body 12 in water.

[実施例2]
実施例2では、水底メタンハイドレートのガス回収方法の他の実施形態について説明する。図2は、第1室体が位置する水深の圧力よりも低い圧力に室内を減圧する場合について説明する図であり、図2(A)は室内を水深の圧力にした状態を示す図、図2(B)は室内を水深の圧力よりも減圧にした状態を示す図である。
尚、本実施例において、実施例1と同一の構成については同一の符号を付し、その構成の説明は省略する。また、図2(A)及び図2(B)のでは加熱部54が省略されている。
[Example 2]
In Example 2, another embodiment of the gas recovery method for the bottom methane hydrate will be described. FIG. 2 is a diagram illustrating a case where the interior of the chamber is depressurized to a pressure lower than the depth of water where the first chamber body is located. FIG. 2A is a diagram illustrating a state in which the interior of the chamber is at a depth of water. 2 (B) is a diagram showing a state in which the interior is depressurized rather than the water depth.
In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the components is omitted. Moreover, the heating part 54 is abbreviate | omitted in FIG. 2 (A) and FIG. 2 (B).

実施例1では、室内が気液界面60ができる圧力に保持されており、液面位置がほとんど変動することなく第1室体12内において分解工程が行われる[図2(A)を参照]。例えば、第1室体12が水深300mの位置にある場合は、第1室体12の室内の圧力は約3MPaに調整されている。   In the first embodiment, the interior of the chamber is maintained at a pressure at which the gas-liquid interface 60 is formed, and the decomposition step is performed in the first chamber body 12 with almost no change in the liquid level position [see FIG. 2 (A)]. . For example, when the first chamber body 12 is located at a depth of 300 m, the pressure inside the first chamber body 12 is adjusted to about 3 MPa.

実施例2においては、分解工程を行う際に、第1室体12の室内を第1室体12が位置する水深の圧力よりも低い圧力に減圧する。本実施形態においては、室内を2.3MPMPaにする。   In Example 2, when performing a decomposition | disassembly process, the inside of the 1st chamber body 12 is pressure-reduced to a pressure lower than the pressure of the water depth in which the 1st chamber body 12 is located. In this embodiment, the room is set to 2.3 MPa.

第1室体12の室内を減圧にすることにより、第1の送り工程において、第1室体12内に水底20から混合スラリー36を送るためのポンプ48の駆動に要するエネルギーを低減することができる。
尚、第1室体12の室内の減圧は、第1室体12の室内からガス回収船32へ送るガス量を調整するバルブ34の調整によって容易に行うことができ、当該減圧のためにエネルギーは要しない。
By reducing the pressure in the first chamber body 12, the energy required for driving the pump 48 for feeding the mixed slurry 36 from the water bottom 20 into the first chamber body 12 can be reduced in the first feeding step. it can.
Note that the decompression of the interior of the first chamber body 12 can be easily performed by adjusting a valve 34 that regulates the amount of gas sent from the interior of the first chamber body 12 to the gas recovery ship 32. Is not required.

また、第1室体12には、室内の液面位置を測定する液面計66と、液面計66によって測定した液面位置に応じてバルブ34を制御して第1室体12から取り出されるガス量を調整する制御部68を設けることができる。
ここで、第1室体12内を3MPaにした状態で分解工程を行っている状態から、スラリー導入部38側のポンプ48(図1)とスラリー導出部42側のポンプ52(図1)の駆動に要するエネルギーを調整しないまま、第1室体12内を3MPaから2.3MPMPaにすると、室内の気液界面が上昇することがある。
In addition, the first chamber body 12 is taken out of the first chamber body 12 by controlling the valve 34 in accordance with the liquid level gauge 66 for measuring the liquid level position in the room and the liquid level position measured by the liquid level gauge 66. A control unit 68 that adjusts the amount of gas generated can be provided.
Here, from the state in which the decomposition process is performed with the inside of the first chamber body 12 set to 3 MPa, the pump 48 (FIG. 1) on the slurry introduction unit 38 side and the pump 52 (FIG. 1) on the slurry outlet unit 42 side are performed. If the inside of the first chamber 12 is changed from 3 MPa to 2.3 MPa without adjusting the energy required for driving, the gas-liquid interface in the room may rise.

このような場合には、例えば、第1室体12内を3MPaから2.3MPMPaに減圧して気液界面が図2(B)に示す符号64の位置になったらバルブ34を絞り、第1室体12から取り出されるガス量を少なくする。バルブ34を絞った状態で第1室体12内においてハイドレートHが分解すると、第1室体12内の圧力は上昇する。室内の圧力が3MPaにまで上昇して気液界面が図2(B)において点線で示す符号60の位置になったら、またバルブ34を開いて減圧するように制御する。これを繰り返すことにより、水底20からの混合スラリー36の第1室体12への導入を省エネルギーに行うことが可能となる。   In such a case, for example, when the inside of the first chamber body 12 is depressurized from 3 MPa to 2.3 MPa, and the gas-liquid interface reaches the position 64 shown in FIG. The amount of gas taken out from the chamber body 12 is reduced. When the hydrate H is decomposed in the first chamber body 12 with the valve 34 being throttled, the pressure in the first chamber body 12 increases. When the pressure in the room rises to 3 MPa and the gas-liquid interface reaches the position indicated by reference numeral 60 indicated by a dotted line in FIG. 2B, the valve 34 is opened and the pressure is reduced. By repeating this, the mixed slurry 36 from the water bottom 20 can be introduced into the first chamber body 12 with energy saving.

尚、本発明は上記実施例に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.

10 ガス回収装置、12 第1室体、14 水中保持機構部、16 浮力体、
18 アンカー、19 チェーン、20 水底、22 メタンハイドレート層、
24 水中、25 水面、26 ガス取り出し部、
28 取り出し口、30 取り出しライン、32 ガス回収船、
34 バルブ(圧力調整部)、36 混合スラリー、38 スラリー導入部、
40 堆積物スラリー、42 スラリー導出部、44 掘削機、46 第1ライン、
48 ポンプ、50 第2ライン、52 ポンプ、54 加熱部、
56 循環ライン、58 熱交換部、60 気液界面、62 リール、
64 気液界面、66 液面計、68 制御部、
H メタンハイドレート、S 水底堆積物
10 gas recovery device, 12 first chamber body, 14 underwater holding mechanism, 16 buoyancy body,
18 anchors, 19 chains, 20 water bottoms, 22 methane hydrate layers,
24 underwater, 25 water surface, 26 gas outlet,
28 extraction port, 30 extraction line, 32 gas recovery ship,
34 valve (pressure adjusting part), 36 mixed slurry, 38 slurry introducing part,
40 sediment slurry, 42 slurry outlet, 44 excavator, 46 first line,
48 pump, 50 second line, 52 pump, 54 heating section,
56 circulation line, 58 heat exchanger, 60 gas-liquid interface, 62 reels,
64 gas-liquid interface, 66 liquid level gauge, 68 control unit,
H Methane hydrate, S Bottom sediment

Claims (11)

水底に在るメタンハイドレートをガス化して回収するガス回収装置であって、
室内に前記メタンハイドレートを含むスラリーを入れることが可能な第1室体と、
室内全体が水面下に位置する様に前記第1室体を水中に位置させる水中保持機構部と、
前記第1室体内に水底に在る前記メタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを送るスラリー導入部と、
前記第1室体内からのガス取り出し部と、
前記第1室体内から主として水底堆積物を含む堆積物スラリーを水底に送るスラリー導出部と、
を備えることを特徴とする、ガス回収装置。
A gas recovery device for gasifying and recovering methane hydrate from the bottom of the water,
A first chamber body capable of containing a slurry containing the methane hydrate in the chamber;
An underwater holding mechanism for positioning the first chamber body in water so that the entire room is located below the water surface ;
A slurry introduction section for sending a mixed slurry containing the methane hydrate and bottom sediment in the bottom of the first chamber;
A gas outlet from the first chamber;
A slurry outlet for sending sediment slurry mainly containing bottom sediment from the inside of the first chamber to the bottom;
A gas recovery apparatus comprising:
請求項1に記載されたガス回収装置において、
前記第1室体の室内の圧力を調整する圧力調整部を備える、ことを特徴とするガス回収装置。
The gas recovery apparatus according to claim 1,
A gas recovery apparatus comprising: a pressure adjusting unit that adjusts the pressure in the chamber of the first chamber body.
請求項2に記載されたガス回収装置において、
前記ガス取り出し部が、室内から取り出したガスを回収先に送る取り出しラインを備え、前記圧力調整部が前記取り出しラインに設けられている、ことを特徴とするガス回収装置。
In the gas recovery apparatus according to claim 2,
The gas recovery apparatus, wherein the gas extraction unit includes an extraction line for sending the gas extracted from the room to a recovery destination, and the pressure adjusting unit is provided in the extraction line.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載されたガス回収装置において、
前記第1室体内の水を加熱する加熱部を備える、ことを特徴とするガス回収装置。
In the gas recovery device according to any one of claims 1 to 3,
A gas recovery apparatus comprising a heating unit for heating water in the first chamber.
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載されたガス回収装置において、
前記スラリー導入部が、前記第1室体へ送る前記混合スラリーの量を調整する導入量調整部を備えている、ことを特徴とするガス回収装置。
In the gas recovery device according to any one of claims 1 to 4,
The gas recovery apparatus, wherein the slurry introduction unit includes an introduction amount adjustment unit that adjusts an amount of the mixed slurry to be sent to the first chamber body.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載されたガス回収装置において、
前記水中保持機構部が、前記第1室体の水深位置を変える位置調整機構を備えている、ことを特徴とするガス回収装置。
In the gas recovery device according to any one of claims 1 to 5,
The gas recovery apparatus, wherein the underwater holding mechanism unit includes a position adjusting mechanism that changes a water depth position of the first chamber body.
水底に在るメタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを、室内全体が水面下に位置する様に水中に位置する第1室体内へ送る第1の送り工程と、
前記第1室体内でメタンハイドレートを分解する分解工程と、
前記分解工程で生成したガスを第1室体内から取り出して回収するガス回収工程と、
第1室体内から主として水底堆積物を含む水底堆積物スラリーを水底に送る第2の送り工程と、を有する、
ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
A first feeding step of sending a mixed slurry containing methane hydrate and bottom sediment in the bottom of the water into a first chamber located in the water so that the entire chamber is located below the water surface ;
A decomposition step of decomposing methane hydrate in the first chamber;
A gas recovery step of taking out and recovering the gas generated in the decomposition step from the first chamber;
A second feeding step of sending a bottom sediment slurry containing mainly bottom sediment from the first chamber body to the bottom.
A method for recovering gas from bottom methane hydrate, characterized in that
水底に在るメタンハイドレートと水底堆積物を含む混合スラリーを水中に位置する第1室体内へ送る第1の送り工程と、
前記第1室体の室内に気液界面ができる圧力を付与した状態で前記第1室体内でメタンハイドレートを分解する分解工程と、
前記分解工程で生成したガスを第1室体内から取り出して回収するガス回収工程と、
第1室体内から主として水底堆積物を含む水底堆積物スラリーを水底に送る第2の送り工程と、を有し、
前記第1室体の室内を、該第1室体が位置する水深の圧力よりも低い圧力に減圧する、
ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
A first feeding step of sending a mixed slurry containing methane hydrate and bottom sediment at the bottom of the water into a first chamber located in the water;
A decomposing step of decomposing methane hydrate in the first chamber in a state in which a pressure that creates a gas-liquid interface is applied to the chamber of the first chamber;
A gas recovery step of taking out and recovering the gas generated in the decomposition step from the first chamber;
A second feeding step of sending a bottom sediment slurry containing mainly bottom sediment from the first chamber body to the bottom,
Depressurizing the interior of the first chamber body to a pressure lower than the pressure of the water depth at which the first chamber body is located;
A method for recovering gas from bottom methane hydrate, characterized in that
請求項7に記載された水底メタンハイドレートからのガス回収方法において、
前記第1室体の室内に気液界面ができる圧力を付与した状態でメタンハイドレートを分解する、ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
In the gas recovery method from the bottom methane hydrate according to claim 7 ,
A method for recovering gas from underwater methane hydrate, comprising decomposing methane hydrate in a state in which a pressure that creates a gas-liquid interface is applied to the interior of the first chamber body.
請求項7から請求項9のいずれか一項に記載された水底メタンハイドレートからのガス回収方法において、
前記第2の送り工程において前記堆積物スラリーを送る水底が、前記第1の送り工程における水底メタンハイドレートの回収領域外の水底である、ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
In the gas recovery method from the bottom methane hydrate according to any one of claims 7 to 9 ,
The method of recovering gas from bottom methane hydrate, wherein the bottom of the deposit slurry in the second feeding step is a bottom of the bottom methane hydrate recovery region in the first feeding step. .
請求項7から請求項10のいずれか一項に記載された水底メタンハイドレートからのガス回収方法において、
前記分解工程が、前記第1室体内の水に熱を加えて行われる、ことを特徴とする水底メタンハイドレートからのガス回収方法。
In the gas recovery method from the bottom methane hydrate according to any one of claims 7 to 10,
The method for recovering gas from bottom methane hydrate, wherein the decomposition step is performed by applying heat to the water in the first chamber.
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