KR101302371B1 - The Method for Producing Gas Hydrate - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가스 하이드레이트 제조방법에 관한 것으로, 저온, 고압으로 유지되는 반응용기 내부에서 물과 기체를 반응시켜 가스 하이드레이트를 제조함에 있어서, 반응용기 내부에 주입된 가스 중 일부를 인출하여 블로어에 의해 블로잉하고, 반응용기 내부에 주입된 물 중 일부를 인출하여 펌프에 의해 펌핑하며, 블로잉된 가스와 펌핑된 물을 혼합하여 생성된 가스 하이드레이트 혼합물을 반응용기 내부에 설치된 원심분리기에서 원심분리하여 가스 하이드레이트를 분리 배출하되, 상기 블로어와 펌프에서 발생하는 누수와 가스누출을 최소화하도록 상기 블로어와 상기 펌프를 반응용기 내부에 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 펌프 및 블로어와 외부환경과의 온도 및 압력의 차를 최소화하여 압력차에 의한 누수, 가스 누출 및 온도차에 의한 열손실을 최소화하여 가스 하이드레이트의 제조 효율을 향상시킬수 있다. The present invention relates to a method for producing a gas hydrate, in the manufacture of a gas hydrate by reacting water and gas in a reaction vessel maintained at low temperature and high pressure, withdraw some of the gas injected into the reaction vessel by blowing blower In addition, a part of the water injected into the reaction vessel is extracted and pumped by a pump, and the gas hydrate mixture generated by mixing the blown gas and the pumped water is centrifuged in a centrifuge installed inside the reaction vessel to produce gas hydrate. Separating and discharging, characterized in that the blower and the pump is installed in the reaction vessel to minimize the leakage and gas leakage generated in the blower and the pump.
According to the present invention, by minimizing the difference in temperature and pressure between the pump and the blower and the external environment, it is possible to minimize the leakage caused by the pressure difference, the gas leakage and the heat loss due to the temperature difference to improve the production efficiency of the gas hydrate.

Description

가스 하이드레이트 제조 방법{The Method for Producing Gas Hydrate}The Method for Producing Gas Hydrate

본 발명은 가스 하이드레이트의 제조 방법에 관한 것으로서, 반응용기 내부에 블로어와 펌프를 설치하여 외부와의 압력과 온도 차이를 줄임으로써, 가스와 물의 외부로의 유출을 막고 열손실을 최소화하여 가스 하이드레이트의 제조 효율을 증대시키는 가스 하이드레이트의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for producing a gas hydrate, by installing a blower and a pump inside the reaction vessel to reduce the pressure and temperature difference between the outside, preventing the outflow of gas and water to the outside and minimizing the heat loss of the gas hydrate It relates to a method for producing a gas hydrate that increases the production efficiency.

가스 하이드레이트란 가스가 저온, 고압 하에서 물분자와 결합되어 형성된 고체물질을 말한다. 물과 결합하는 가스의 종류에 따라 생성조건은 다르나 보통 섭씨 0 도 내지 10 도의 낮은 온도와 20 내지 70 기압에 이르는 높은 압력을 동시에 만족시키는 조건에서 생성된다. 자연적으로는 심해의 높은 압력과 낮은 온도에 의해 천연 하이드레이트가 생성되며, 천연 하이드레이트는 최근 대체 에너지로 각광받고 있다. Gas hydrate refers to a solid material formed by combining gas with water molecules under low temperature and high pressure. The production conditions vary depending on the type of gas combined with water, but are usually produced under conditions that simultaneously satisfy the low temperatures of 0 to 10 degrees Celsius and the high pressures of 20 to 70 atmospheres. Naturally, high pressures and low temperatures in deep seas produce natural hydrates, which have recently been spotlighted as alternative energy sources.

천연적으로 가장 흔히 발견되는 하이드레이트의 종류로는 메탄 하이드레이트가 있고, 인공적으로 메탄 하이드레이트를 제조하는 기술들이 개발되고 있다. Naturally the most commonly found type of hydrate is methane hydrate, and techniques for artificially producing methane hydrate have been developed.

인공적으로 가스 하이드레이트를 제조하는 기술들이 다수 공지되어 있으나, 대부분의 기술들이 상용화에 이르기에는 효율이 상당히 낮은 문제점이 있었다. 가스 하이드레이트를 제조하기 위해서는 반응용기(1)에 가스와 물을 주입하고 반응용기(1)를 낮은 온도와 높은 압력으로 유지한 상태에서 반응용기(1) 내부의 가스와 물을 인출하고, 인출된 가스와 물을 반응용기 외부에 설치된 펌프(2)와 블로어(3)에 의해 가압한 다음 다시 냉각챔버(4a, 4b)에서 냉각하고 혼합하여 가스 하이드레이트를 생성한 후 구동모터(5)로 구동되는 원심분리기(6)에 의해 생성된 가스 하이드레이트와 물을 분리하는 과정을 거치게 된다. Many techniques for artificially preparing gas hydrates are known, but most of the techniques have been of low efficiency until commercialization. In order to manufacture the gas hydrate, gas and water are injected into the reaction vessel 1, and the gas and water inside the reaction vessel 1 are drawn out while maintaining the reaction vessel 1 at a low temperature and a high pressure. The gas and water are pressurized by the pump 2 and the blower 3 installed outside the reaction vessel, and then cooled and mixed in the cooling chambers 4a and 4b to generate a gas hydrate, which is then driven by the driving motor 5. The gas hydrate produced by the centrifuge 6 is subjected to a process of separating water.

이 때 종래의 기술과 같이 가스 하이드레이트 제조함에 있어서 펌프와 블로어를 반응용기 외부에 설치하게 되면 상온, 상압 상태의 외부환경과 펌프 및 블로어의 내부환경 간에 온도와 압력의 차이가 많이 나게 되고, 이로 인해 펌프와 블로어에서 누수, 가스 누출, 열손실 등의 많은 문제점이 생기게 된다.
At this time, in the manufacture of gas hydrate as in the prior art, when the pump and the blower are installed outside the reaction vessel, a difference in temperature and pressure between the external environment at room temperature and atmospheric pressure and the internal environment of the pump and blower becomes large. Many problems arise from pumps and blowers such as leaks, gas leaks and heat losses.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 반응용기 내부에 주입된 물과 가스를 인출하기 전에 저온, 고압상태인 반응용기 내부에 펌프와 블로어를 설치함으로써, 펌프 및 블로어와 외부환경 간의 온도와 압력의 차이를 최소화함으로써, 펌프 및 블로어에 연결된 배관과 실링의 문제를 해결하여 고효율의 가스 하이드레이트 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
The present invention is to solve the above problems, by installing a pump and a blower inside the reaction vessel in a low temperature, high pressure state before withdrawing the water and gas injected into the reaction vessel, the temperature between the pump and the blower and the external environment By minimizing the pressure difference, an object of the present invention is to provide a gas hydrate manufacturing method of high efficiency by solving the problem of the piping and sealing connected to the pump and blower.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가스 하이드레이트 제조 방법은, 저온, 고압으로 유지되는 반응용기 내부에서 물과 기체를 반응시켜 가스 하이드레이트를 제조함에 있어서,In order to achieve the above object, the gas hydrate manufacturing method according to the present invention, in the preparation of the gas hydrate by reacting water and gas in the reaction vessel maintained at low temperature, high pressure,

반응용기 내부에 주입된 가스 중 일부를 인출하여 블로어에 의해 블로잉하고, 반응용기 내부에 주입된 물 중 일부를 인출하여 펌프에 의해 펌핑하며, 블로잉된 가스와 펌핑된 물을 혼합하여 생성된 가스 하이드레이트 혼합물을 반응용기 내부에 설치된 원심분리기에서 원심분리하여 가스 하이드레이트를 분리 배출하되, A part of the gas injected into the reaction vessel is taken out and blown by a blower, a part of the water injected into the reaction vessel is taken out and pumped by a pump, and a gas hydrate generated by mixing the blown gas and the pumped water Centrifuge the mixture in a centrifuge installed inside the reaction vessel to separate and discharge the gas hydrate,

상기 블로어와 펌프에서 발생하는 누수와 가스누출을 최소화하도록 상기 블로어와 상기 펌프를 반응용기 내부에 설치하는 것을 특징으로 한다.
The blower and the pump is installed in the reaction vessel to minimize the leakage and gas leakage generated in the blower and the pump.

이 경우, 상기 가스 하이드레이트 제조 방법은, 상기 반응용기 내부로 물과 가스를 주입하는 주입단계, 상기 반응용기 내부에 주입된 가스의 일부를 블로어를 이용하여 블로잉하고, 상기 반응용기 내부에 주입된 물의 일부를 상기 반응용기 내부에 설치된 펌프에 의해 펌핑하는 블로잉 및 펌핑단계, 상기 블로잉 및 펌핑된 가스와 물이 각각 유관을 통해 분리 인출되는 인출단계, 상기 인출된 가스와 물이 냉각챔버를 통과하면서 냉각되는 냉각단계, 상기 냉각된 가스와 물을 믹싱챔버에서 혼합하는 혼합단계, 상기 혼합으로 생성된 가스, 물 및 가스 하이드레이트 혼합물을 원심분리기에 주입하여 원심분리하는 원심분리단계 및 상기 원심분리기에서 분리된 가스 하이드레이트를 분리 배출하는 분리배출단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In this case, the gas hydrate manufacturing method, the injection step of injecting water and gas into the reaction vessel, blowing a part of the gas injected into the reaction vessel using a blower, the water of the injected water into the reaction vessel Blowing and pumping step of pumping a part by a pump installed inside the reaction vessel, withdrawal step of separating and drawing the blowing and pumped gas and water through the conduit, respectively, the extracted gas and water is cooled while passing through the cooling chamber In the cooling step, the mixing step of mixing the cooled gas and water in the mixing chamber, the centrifugation step of centrifugation by injecting the gas, water and gas hydrate mixture produced by the mixing into a centrifuge and the centrifuge It may be characterized in that it comprises a separate discharge step of separating and discharging the gas hydrate.

또한, 상기 가스 하이드레이트 제조방법은, 상기 반응용기 내부로 물과 가스를 주입하는 주입단계, 상기 반응용기 내부에 주입된 가스의 일부를 블로어를 이용하여 블로잉하고, 상기 반응용기 내부에 주입된 물의 일부를 상기 반응용기 내부에 설치된 펌프에 의해 펌핑하는 블로잉 및 펌핑단계, 상기 블로잉 및 펌핑된 가스와 물이 각각 유관을 통해 분리 인출되는 인출단계, 상기 인출된 가스와 물을 믹싱챔버에서 혼합함과 동시에, 믹싱 챔버를 수용하는 냉각챔버에서 냉각하는 혼합 및 냉각단계, 상기 혼합 및 냉각으로 생성된 가스, 물 및 가스 하이드레이트 혼합물을 원심분리기에 주입하여 원심분리하는 원심분리단계, 상기 원심분리기에서 분리된 가스 하이드레이트를 분리 배출하는 분리배출단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, the gas hydrate manufacturing method, the injection step of injecting water and gas into the reaction vessel, a part of the gas injected into the reaction vessel using a blower, a part of the water injected into the reaction vessel Blowing and pumping step of pumping by the pump installed in the reaction vessel, the withdrawal step of separating and withdrawing the blowing and pumped gas and water through the conduit, respectively, and at the same time mixing the extracted gas and water in the mixing chamber , A mixing and cooling step of cooling in a cooling chamber accommodating a mixing chamber, a centrifugation step of centrifuging the gas, water and gas hydrate mixtures generated by the mixing and cooling into a centrifuge, and the gas separated from the centrifuge. It may be characterized in that it comprises a separate discharge step of separating and discharging the hydrate.

본 발명에 따른 가스 하이드레이트의 제조에 사용되는 상기 원심분리기는, 분리된 가스 하이드레이트를 스크류에 의해 배출구로 이송시켜 분리 배출하는 데칸타 방식의 원심분리기인 것을 특징으로 할 수 있다.
The centrifuge used in the manufacture of the gas hydrate according to the present invention may be characterized in that the decanta centrifuge for separating and discharging the separated gas hydrate to the outlet by the screw.

또한, 상기 원심분리기를 구동하는 구동수단으로 마그넷 드라이브가 채택되는 것을 특징으로 할 수 있다.
In addition, a magnet drive may be adopted as a driving means for driving the centrifuge.

본 발명에 따르면, 펌프와 블로어를 반응용기의 내부에 설치함으로써, 펌프 및 블로어의 내부환경과 외부환경과의 온도 및 압력의 차이를 줄여 누수, 가스 누출을 최소화하여 가스 하이드레이트의 제조 효율을 높일 수 있다.
According to the present invention, by installing a pump and a blower inside the reaction vessel, by reducing the difference in temperature and pressure between the internal environment and the external environment of the pump and blower, it is possible to minimize the leakage and gas leakage to increase the production efficiency of the gas hydrate have.

도 1은 본 발명에 따른 가스 하이드레이트 제조 방법의 일 실시예를 나타내는 절차도.
도 2는 본 발명에 따른 가스 하이드레이트 제조 방법의 다른 실시예를 나타내는 절차도.
도 3은 본 발명에 따른 가스 하이드레이트 제조 방법의 일 실시예를 구현하는 가스 하이드레이트 제조 장치의 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 가스 하이드레이트 제조 방법의 다른 실시예를 구현하는 가스 하이드레이트 제조 장치의 개념도.
도 5는 종래 기술에 따른 가스 하이드레이트 제조 장치의 개념도.1 is a process diagram showing one embodiment of a method for preparing a gas hydrate according to the present invention.
Figure 2 is a process diagram showing another embodiment of the gas hydrate manufacturing method according to the present invention.
3 is a conceptual diagram of a gas hydrate manufacturing apparatus for implementing an embodiment of the gas hydrate manufacturing method according to the present invention.
4 is a conceptual diagram of a gas hydrate manufacturing apparatus for implementing another embodiment of the gas hydrate manufacturing method according to the present invention.
5 is a conceptual diagram of a gas hydrate manufacturing apparatus according to the prior art.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 말하는 실시예에 한정되지 않는다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

이하, 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명에 따른 가스 하이드레이트의 제조 방법에 관한 바람직한 실시예를 설명한다. 도 1 내지 도 2는 본 발명에 따른 가스 하이드레이트 제조 방법의 바람직한 실시예를 나타내는 절차도이고, 도 3은 본 발명에 따른 가스 하이드레이트 제조 방법의 바람직한 실시예를 구현하는 가스 하이드레이트 제조 장치의 개념도이다. Hereinafter, a preferred embodiment of a method for preparing a gas hydrate according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6. 1 to 2 is a process diagram showing a preferred embodiment of the gas hydrate manufacturing method according to the present invention, Figure 3 is a conceptual diagram of a gas hydrate manufacturing apparatus for implementing a preferred embodiment of the gas hydrate manufacturing method according to the present invention.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 가스 하이드레이트 제조 방법은, 저온, 고압으로 유지되는 반응용기(10) 내부에서 물과 기체를 반응시켜 가스 하이드레이트를 제조함에 있어서, 반응용기(10) 내부에 주입된 가스 중 일부를 인출하여 블로어(30)에 의해 블로잉하고, 반응용기(10) 내부에 주입된 물 중 일부를 인출하여 펌프(20)에 의해 펌핑하며, 블로잉된 가스와 펌핑된 물을 혼합하여 생성된 가스 하이드레이트 혼합물을 반응용기(10) 내부에 설치된 원심분리기(60)에서 원심분리하여 가스 하이드레이트를 분리 배출하되, 상기 블로어(30)와 펌프(20)에서 발생하는 누수와 가스누출을 최소화하도록 상기 블로어(30)와 상기 펌프(20)를 반응용기(10) 내부에 설치하는 것을 특징으로 한다. Gas hydrate manufacturing method according to the present invention in order to achieve the above object, in the reaction vessel 10 is maintained at a low temperature, high pressure in the reaction of water and gas to produce a gas hydrate, in the reaction vessel 10 A part of the injected gas is taken out and blown by the blower 30, a part of the water injected into the reaction vessel 10 is taken out and pumped by the pump 20, and the blown gas and the pumped water are mixed. The gas hydrate mixture is centrifuged in a centrifuge (60) installed inside the reaction vessel (10) to separate and discharge the gas hydrate, while minimizing leakage and gas leakage occurring in the blower (30) and the pump (20). It is characterized in that to install the blower 30 and the pump 20 in the reaction vessel (10).

도 3 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 가스 하이드레이트의 제조 방법의 가장 큰 특징은 종래 반응용기(10) 외부에 설치되어 반응용기(10)로부터 인출된 가스와 물을 가압하는 블로어(30)와 펌프(20)를 반응용기(10) 내부에 설치한다는 점이다. 도 5에 도시된 바와 같이 블로어(30)와 펌프(20)가 반응용기(1) 외부에 설치된 경우에는 블로어(3) 및 펌프(2) 내부의 온도와 압력이 상온, 상압의 외부환경과의 차이로 인해 많은 문제점이 발생되었다. 가스 하이드레이트의 생성 조건을 맞추기 위해서는 섭씨 0도에 가깝게 온도를 유지하고 적어도 수십 기압의 고압을 유지하여야 하기 때문에, 펌프(20) 및 블로어(30)에서 누수 및 가스 누출이 쉽게 발생하여 가스 하이드레이트의 제조 효율이 상당히 낮아질 수 밖에 없었고, 이를 방지하기 위해 복잡한 실링구조와 배관구조가 필요하였으며, 고가의 펌프(20)와 블로어(30)를 사용해야 하는 문제점이 있었다. 그런데 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 펌프(20)와 블로어(30)를 반응용기(10) 내부에 설치하게 되면, 저온 고압을 유지하는 반응용기(10) 내부의 환경과 펌프(20) 및 블로어(30) 내부의 환경에 큰 차이가 없어 상기와 같은 누수 등의 문제가 거의 발생하지 않으며, 설사 누수가 된다 하여도 반응용기(10) 내부로 누수되는 것이어서, 가스 하이드레이트의 제조 효율에 영향을 미치지 아니하게 되는 것이다.
Referring to Figures 3 to 4, the biggest feature of the method for producing a gas hydrate according to the present invention is a blower installed outside the conventional reaction vessel 10 to pressurize the gas and water drawn from the reaction vessel 10 30 and the pump 20 is installed inside the reaction vessel 10. As shown in FIG. 5, when the blower 30 and the pump 20 are installed outside the reaction vessel 1, the temperature and the pressure inside the blower 3 and the pump 2 may be compared with the external environment at room temperature and atmospheric pressure. The differences have caused many problems. In order to meet the formation conditions of the gas hydrate, it is necessary to maintain the temperature close to 0 degrees Celsius and maintain a high pressure of at least several tens of atmospheres, so that leakage and gas leakage easily occur in the pump 20 and the blower 30, thereby producing the gas hydrate. The efficiency was inevitably lowered, and in order to prevent this, a complicated sealing structure and a piping structure were needed, and there was a problem in that an expensive pump 20 and a blower 30 were used. However, when the pump 20 and the blower 30 are installed in the reaction vessel 10 as shown in FIGS. 3 to 4, the environment and the pump 20 inside the reaction vessel 10 maintaining a low temperature and high pressure. And there is no significant difference in the environment inside the blower 30, so that problems such as leaks hardly occur, and even if the water leaks, the water leaks into the reaction vessel 10, thereby affecting the production efficiency of the gas hydrate. Will not have to.

상기와 같이 펌프(20)와 블로어(30)를 반응용기(10) 내부에 설치하여 가스 하이드레이트를 제조하는 방법에 관한 구체적인 절차를 살피면, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 가스 및 물 주입단계(S10), 가스 및 물 인출단계(S20), 블로잉 및 펌핑단계(S30), 냉각단계(S40), 혼합단계(S50), 원심분리단계(S60) 및 분리배출단계(S60)를 포함할 수 있다.
When the pump 20 and the blower 30 are installed inside the reaction vessel 10 as described above, a specific procedure for manufacturing the gas hydrate will be examined. As shown in FIGS. 1 and 2, the gas and water injection step will be described. (S10), gas and water withdrawal step (S20), blowing and pumping step (S30), cooling step (S40), mixing step (S50), centrifugation step (S60) and may include a separate discharge step (S60). have.

첫 번째 바람직한 일 실시예는 도 1에 도시된 절차를 따르는 가스 하이드레이트 제조 방법인데, 상기 반응용기(10) 내부로 물과 가스를 주입하는 주입단계(S10), 상기 반응용기(10) 내부에 주입된 가스의 일부를 블로어(30)를 이용하여 블로잉하고, 상기 반응용기(10) 내부에 주입된 물의 일부를 상기 반응용기(10) 내부에 설치된 펌프(20)에 의해 펌핑하는 블로잉 및 펌핑단계(S20), 상기 블로잉 및 펑핑된 가스와 물이 각각 유관을 통해 분리 인출되는 인출단계(S30), 상기 인출된 가스와 물이 냉각챔버(41,42)를 통과하면서 냉각되는 냉각단계(S40), 상기 냉각된 가스와 물을 믹싱챔버(50)에서 혼합하는 혼합단계(S50), 상기 혼합으로 생성된 가스, 물 및 가스 하이드레이트 혼합물을 원심분리기(60)에 주입하여 원심분리하는 원심분리단계(S60) 및 상기 원심분리기(60)에서 분리된 가스 하이드레이트를 분리 배출하는 분리배출단계(S70)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 첫 번째 단계는 물과 가스를 주입하는 단계(S10)이다. 반응용기(10) 내부는 기본적으로 저온, 고압으로 유지된다. 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이 반응용기(10)의 외부는 냉각재킷(11)이, 반응용기(10)의 내부는 냉각코일(12)이 설치되어 저온을 유지하고, 펌프(20)와 블로어(30)에 의해 지속적으로 가압이 되므로 고압을 유지하게 된다. 상기의 주입단계는 반응용기(10) 내부로 일정한 양의 물과 가스가 지속적으로 주입되는 과정이다. 물과 가스가 주입되어 가스 하이드레이트가 생성되어 분리배출되는 과정동안 부족해진 물과 가스가 보충된다. The first preferred embodiment is a gas hydrate manufacturing method according to the procedure shown in Figure 1, the injection step of injecting water and gas into the reaction vessel (10) (S10), injection into the reaction vessel (10) Blowing and pumping step of blowing a part of the gas by using a blower 30, and pumping a part of the water injected into the reaction vessel 10 by a pump 20 installed inside the reaction vessel (10) S20), the withdrawal step (S30) in which the blowing and punctured gas and water are separately drawn out through an oil pipe (S30), the cooling step (S40) in which the drawn gas and water are cooled while passing through the cooling chambers (41, 42), Mixing step (S50) of mixing the cooled gas and water in the mixing chamber (50), centrifugation step (S60) of centrifugation by injecting the gas, water and gas hydrate mixture produced by the mixing into the centrifuge (60) ) And in the centrifuge (60) In that it comprises a separate discharge ridoen step (S70) for the separate discharge gas hydrate it may be characterized. The first step is to inject water and gas (S10). The inside of the reaction vessel 10 is basically maintained at low temperature and high pressure. As shown in FIGS. 3 to 4, the cooling jacket 11 is installed at the outside of the reaction vessel 10 and the cooling coil 12 is installed at the inside of the reaction vessel 10 to maintain a low temperature, and the pump 20 Since it is continuously pressurized by the blower 30, the high pressure is maintained. The injection step is a process of continuously injecting a certain amount of water and gas into the reaction vessel (10). Water and gas are injected to produce gas hydrates that replenish the water and gas depleted during the process of separation and discharge.

그 다음 단계는 물과 가스의 펌핑 및 블로잉 단계(S20)와 인출단계(S30)이다. 가스 하이드레이트의 효율적인 생성과 분리배출을 위해 반응용기(10) 내부의 가스와 물 일부가 반응용기(10) 내부에 설치된 블로어(30)와 펌프(20)에 의해 가압되어 유관(21, 31)을 통해 외부로 분리 인출된다. 반응용기(10) 내부에서 직접 물과 가스의 결합반응을 유도하기 위해서는 반응용기(10) 내부 전체를 가스 하이드레이트 생성 조건을 만족하도록 고압 저온으로 유지해야 하는데 이는 비효율적이며, 생성된 가스 하이드레이트 만을 분리하기도 쉽지 않다. 따라서 반응용기(10) 내부를 일정정도 저온 고압으로 유지한 상태에서 일부 물과 가스를 따로 인출하여 가압하고 냉각하여 혼합시킴으로써 생성효율을 증대할 수 있고, 생성된 가스 하이드레이트와 반응하지 않은 물을 원심분리기(60)에서 밀도차를 이용하여 분리함으로써 분리효율을 증대할 수 있다. The next step is the pumping and blowing step (S20) and withdrawal step (S30) of water and gas. Partial gas and water in the reaction vessel 10 are pressurized by the blower 30 and the pump 20 installed in the reaction vessel 10 for efficient generation and separation of the gas hydrate, thereby allowing the oil pipes 21 and 31 to flow. Through it is separated out. In order to induce the combined reaction of water and gas in the reaction vessel 10 directly, the entire reaction vessel 10 must be maintained at a high pressure and a low temperature to satisfy gas hydrate formation conditions, which is inefficient and may separate only the generated gas hydrate. Uneasy. Therefore, in the state where the inside of the reaction vessel 10 is maintained at a low temperature and high pressure to some extent, some water and gas may be separately extracted, pressurized, cooled, and mixed to increase the production efficiency, and centrifugation of water that does not react with the generated gas hydrate Separation efficiency can be increased by separating using the density difference in the separator (60).

그 다음 단계는 냉각단계(S40)이다. 각각 인출된 물과 가스는 유관(21, 31)을 통해 이동하며 냉각챔버(41, 42)를 통과하면서 냉각된다. 냉각챔버(41, 42)에는 저온의 냉각유체가 출입하여 유관(21, 31)을 통해 냉각챔버(41, 42)를 통과하는 물과 가스로부터 열을 빼앗는다.The next step is the cooling step (S40). The extracted water and gas respectively move through the oil pipes 21 and 31 and are cooled while passing through the cooling chambers 41 and 42. A low temperature cooling fluid enters and exits the cooling chambers 41 and 42 and takes heat from the water and gas passing through the cooling chambers 41 and 42 through the oil pipes 21 and 31.

그 다음 단계는 혼합단계(S50)이다. 저온 고압의 조건을 갖춘 물과 가스는 믹싱챔버(50)에서 혼합되어 가스 하이드레이트가 생성된다. 물, 가스 및 가스 하이드레이트의 혼합물은 원심분리기(60)로 공급된다.The next step is the mixing step (S50). Water and gas having low temperature and high pressure are mixed in the mixing chamber 50 to produce gas hydrate. The mixture of water, gas and gas hydrate is fed to centrifuge 60.

그 다음 단계는 원심분리단계(S60) 및 분리배출단계(S70)이다. 원심분리기(60)로 공급된 물, 가스 및 가스 하이드레이트의 혼합물은 원심분리기(60)에 의해 분리된다. 가스 하이드레이트는 물과 밀도차가 나기 때문에 원심분리기(60)를 이용하여 물과 쉽게 분리가 가능하다. 이 경우, 다양한 종류의 원심분리기 중 어느 것을 채택하여도 무방하나 원심분리기(60) 내부에 설치된 스크류(61)에 의해 바깥쪽으로 분리된 가스 하이드레이트를 분리 배출할 수 있는 데칸타 방식의 원심분리기를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 또한, 원심분리기(60)를 구동하기 위한 구동수단은 외부에서 자기장의 힘에 의해 원심분리기(60)의 회전축을 구동할 수 있는 마그넷 드라이브(70)를 채택하는 것이 가장 바람직하다. 원심분리기(60)의 회전축에 접촉하여 힘을 전달하는 구동수단은 힘을 전달하는 구동축이 반응용기(10)를 관통하게 되고, 이 부분에서 반응용기(10)의 밀폐력을 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.
The next step is the centrifugation step (S60) and the separation discharge step (S70). The mixture of water, gas and gas hydrate fed to centrifuge 60 is separated by centrifuge 60. Since the gas hydrate has a density difference from water, the gas hydrate can be easily separated from water using the centrifuge 60. In this case, any one of various kinds of centrifuges may be adopted, but a decanter type centrifuge capable of separating and discharging gas hydrate separated outward by a screw 61 installed inside the centrifuge 60 is used. Most preferably. In addition, the driving means for driving the centrifuge 60 is most preferably adopted a magnet drive 70 that can drive the rotary shaft of the centrifuge 60 by the force of the magnetic field from the outside. This is because the driving means for transmitting the force by contacting the rotating shaft of the centrifuge 60 passes through the reaction vessel 10 for transmitting the force, and in this part, the sealing force of the reaction vessel 10 may be reduced. .

두 번째 바람직한 실시예에 따른 가스 하이드레이트 제조방법은, 상기 반응용기(10) 내부로 물과 가스를 주입하는 주입단계(S10), 상기 반응용기(10) 내부에 주입된 가스의 일부를 블로어(30)를 이용하여 블로잉하고, 상기 반응용기(10) 내부에 주입된 물의 일부를 상기 반응용기(10) 내부에 설치된 펌프(20)에 의해 펌핑하는 블로잉 및 펌핑단계(S20), 상기 블로잉 및 펌핑된 가스와 물이 각각 유관을 통해 분리 인출되는 인출단계(S30), 상기 인출된 가스와 물을 믹싱챔버(50a)에서 혼합함과 동시에, 믹싱 챔버(50a)를 수용하는 냉각챔버(40a)에서 냉각하는 혼합 및 냉각단계(S45), 상기 혼합 및 냉각으로 생성된 가스, 물 및 가스 하이드레이트 혼합물을 원심분리기(60)에 주입하여 원심분리하는 원심분리단계(S60), 상기 원심분리기(60)에서 분리된 가스 하이드레이트를 분리 배출하는 분리배출단계(S70)를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 두 번째 실시예는 도 4를 참조하면, 첫 번째 실시예에서처럼 개별냉각단계를 거치지 아니하고, 인출된 가스와 물을 믹싱챔버(50a)에서 혼합함과 동시에 믹싱챔버(50a)와 열교환하는 냉각챔버(40a)에 의해 냉각하게 되는 점에서 차이점이 있으며, 그 외의 과정은 첫 번째 과정과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.
Gas hydrate manufacturing method according to a second preferred embodiment, the injection step of injecting water and gas into the reaction vessel (10) (S10), blower (30) a part of the gas injected into the reaction vessel (10) Blowing and pumping step (S20), the blowing and pumped to blow a portion of the water injected into the reaction vessel (10) by the pump 20 installed in the reaction vessel (10) A withdrawal step (S30) in which gas and water are separately drawn out through an oil pipe (S30), and the extracted gas and water are mixed in the mixing chamber 50a and cooled in a cooling chamber 40a that accommodates the mixing chamber 50a. In the mixing and cooling step (S45), the centrifugal separation step (S60), the centrifuge (60) to inject the gas, water and gas hydrate mixture produced by the mixing and cooling into the centrifuge (60) and centrifuged Minutes gas hydrate In that it comprises a separate outlet for discharging step (S70) may be characterized. Referring to FIG. 4, the second embodiment does not undergo an individual cooling step as in the first embodiment, but instead of mixing the extracted gas and water in the mixing chamber 50a and simultaneously exchanging heat with the mixing chamber 50a. There is a difference in that the cooling by 40a), and the rest of the process is the same as the first process, detailed description thereof will be omitted.

10 : 반응용기
20 : 펌프
30 : 블로어
21, 31 : 유관
40a, 41, 42 : 냉각챔버
50, 50a : 믹싱챔버
60 : 원심분리기
70 : 마그넷 드라이브10: Reaction vessel
20: Pump
30: blower
21, 31: related
40a, 41, 42: cooling chamber
50, 50a: mixing chamber
60: centrifuge
70: magnet drive

Claims (5)

저온, 고압으로 유지되는 반응용기 내부에서 물과 기체를 반응시켜 가스 하이드레이트를 제조하는 방법에 있어서,
반응용기 내부에 주입된 가스 중 일부를 인출하여 블로어에 의해 블로잉하고, 반응용기 내부에 주입된 물 중 일부를 인출하여 펌프에 의해 펌핑하며, 블로잉된 가스와 펌핑된 물을 혼합하여 생성된 가스 하이드레이트 혼합물을 반응용기 내부에 설치된 원심분리기에서 원심분리하여 가스 하이드레이트를 분리 배출하되,
상기 블로어와 펌프에서 발생하는 누수와 가스누출을 최소화하도록 상기 블로어와 상기 펌프를 반응용기 내부에 설치하는 것을 특징으로 하는 가스 하이드레이트 제조 방법.
In the method for producing a gas hydrate by reacting water and gas in the reaction vessel maintained at low temperature, high pressure,
A part of the gas injected into the reaction vessel is taken out and blown by a blower, a part of the water injected into the reaction vessel is taken out and pumped by a pump, and a gas hydrate generated by mixing the blown gas and the pumped water Centrifuge the mixture in a centrifuge installed inside the reaction vessel to separate and discharge the gas hydrate,
Gas hydrate manufacturing method characterized in that the blower and the pump is installed in the reaction vessel to minimize the leakage and gas leakage generated in the blower and the pump.
제 1항에 있어서,
상기 가스 하이드레이트 제조 방법은,
상기 반응용기 내부로 물과 가스를 주입하는 주입단계;
상기 반응용기 내부에 주입된 가스의 일부를 블로어를 이용하여 블로잉하고, 상기 반응용기 내부에 주입된 물의 일부를 상기 반응용기 내부에 설치된 펌프에 의해 펌핑하는 블로잉 및 펌핑단계;
상기 블로잉 및 펌핑된 가스와 물이 각각 유관을 통해 분리 인출되는 인출단계;
상기 인출된 가스와 물이 냉각챔버를 통과하면서 냉각되는 냉각단계;
상기 냉각된 가스와 물을 믹싱챔버에서 혼합하는 혼합단계;
상기 혼합으로 생성된 가스, 물 및 가스 하이드레이트 혼합물을 원심분리기에 주입하여 원심분리하는 원심분리단계;
상기 원심분리기에서 분리된 가스 하이드레이트를 분리 배출하는 분리배출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 하이드레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The gas hydrate manufacturing method,
An injection step of injecting water and gas into the reaction vessel;
A blowing and pumping step of blowing a part of the gas injected into the reaction vessel using a blower and pumping a part of the water injected into the reaction vessel by a pump installed inside the reaction vessel;
A drawing step in which the blowing and pumped gas and water are separated and drawn out through a conduit respectively;
A cooling step in which the extracted gas and water are cooled while passing through a cooling chamber;
A mixing step of mixing the cooled gas and water in a mixing chamber;
A centrifugal separation step of injecting the gas, water, and gas hydrate mixture generated by the mixing into a centrifuge to centrifuge;
Method for producing a gas hydrate comprising the step of separating and discharging the gas hydrate separated in the centrifuge.
제1항에 있어서,
상기 가스 하이드레이트 제조방법은,
상기 반응용기 내부로 물과 가스를 주입하는 주입단계;
상기 반응용기 내부에 주입된 가스의 일부를 블로어를 이용하여 블로잉하고, 상기 반응용기 내부에 주입된 물의 일부를 상기 반응용기 내부에 설치된 펌프에 의해 펌핑하는 블로잉 및 펌핑단계;
상기 블로잉 및 펌핑된 가스와 물이 각각 유관을 통해 분리 인출되는 인출단계;
상기 인출된 가스와 물을 믹싱챔버에서 혼합함과 동시에, 믹싱 챔버를 수용하는 냉각챔버에서 냉각하는 혼합 및 냉각단계;
상기 혼합 및 냉각으로 생성된 가스, 물 및 가스 하이드레이트 혼합물을 원심분리기에 주입하여 원심분리하는 원심분리단계;
상기 원심분리기에서 분리된 가스 하이드레이트를 분리 배출하는 분리배출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 하이드레이트의 제조 방법.
The method of claim 1,
The gas hydrate manufacturing method,
An injection step of injecting water and gas into the reaction vessel;
A blowing and pumping step of blowing a part of the gas injected into the reaction vessel using a blower and pumping a part of the water injected into the reaction vessel by a pump installed inside the reaction vessel;
A drawing step in which the blowing and pumped gas and water are separated and drawn out through a conduit respectively;
A mixing and cooling step of mixing the extracted gas and water in a mixing chamber and simultaneously cooling in a cooling chamber accommodating a mixing chamber;
A centrifugation step of injecting the gas, water, and gas hydrate mixtures generated by the mixing and cooling into a centrifuge and centrifuging;
Method for producing a gas hydrate comprising the step of separating and discharging the gas hydrate separated in the centrifuge.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원심분리기는, 분리된 가스 하이드레이트를 스크류에 의해 배출구로 이송시켜 분리 배출하는 데칸타 방식의 원심분리기 인 것을 특징으로 하는 가스 하이드레이트의 제조 방법.
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The centrifugal separator is a method of producing a gas hydrate, characterized in that the decanter centrifuge for transferring the separated gas hydrate to the outlet by a screw to discharge.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 원심분리기를 구동하는 구동수단으로 마그넷 드라이브가 채택되는 것을 특징으로 하는 가스 하이드레이트 제조 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Gas hydrate manufacturing method characterized in that the magnet drive is adopted as a drive means for driving the centrifuge.
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