KR20110119149A - 원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치 및 방법 - Google Patents

원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스 공급원; 물 공급원; 및 상기 가스 공급원 및 상기 물 공급원으로부터 가스와 물이 각각 공급되며, 상기 공급된 가스와 물이 그 안에서 반응할 수 있는 반응기를 포함하며, 상기 반응기 내에는 원심 분리기와 물레가 위치하며, 상기 반응기 내에서 상기 공급된 가스와 물이 반응하여 가스하이드레이트 슬러리가 생성되며, 상기 생성된 가스하이드레이트 슬러리는 상기 물레를 통해 상기 원심 분리기에 공급되며, 그리고 상기 원심 분리기는 상기 가스하이드레이트 슬러리 탈수와 반응되지 못한 물을 잘게 부수어 비산케 함으로서 효율적인 추가 반응을 유도할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스하이드레이트 연속 제조 장치 및 탈수 장치와 그 방법을 제공한다.
본 발명에 의해 효과적으로 탈수 작용을 실시되어 고밀도 가스하이드레이트를 제조할 수 있음과 동시에 동일 공간에서 연속적으로 가스하이드레이트 제조가 가능하며, 또한 원심 분리기 및 물레를 채택함으로써 보다 컴팩트한 공간에서 가스하이드레이트 제조 및 탈수가 동시에 적용되어 고밀도 가스하이드레이트를 생성하는 시간이 저감되고 필요 동력이 낮아질 수 있다.

Description

원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치 및 방법{Device and method for continuous hydrate production and dehydration by centrifugal force}
본 발명은 원심 분리 원리에 의해 가스하이드레이트를 연속적으로 제조하고 탈수하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 가스 공급원; 물 공급원; 및 상기 가스 공급원 및 상기 물 공급원으로부터 가스와 물이 각각 공급되며, 상기 공급된 가스와 물이 그 안에서 반응할 수 있는 반응기를 포함하며, 상기 반응기 내에는 원심 분리기와 물레가 위치하며, 상기 반응기 내에서 상기 공급된 가스와 물이 반응하여 가스하이드레이트 슬러리가 생성되며, 상기 생성된 가스하이드레이트 슬러리는 상기 물레를 통해 상기 원심 분리기에 공급되며, 그리고 상기 원심 분리기는 상기 가스하이드레이트 슬러리를 탈수할 수 있는 것을 특징으로 하는 가스하이드레이트 연속 제조 장치 및 탈수 장치와 그 방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 상기 원심 분리기는 스크류 및 다수의 개구부를 포함하여 원심력에 의해 탈수 작용이 이루어지며, 이와 동시에 개구부 외부로 비산된 물은 추가로 반응하여 효율적인 하이드레이트 제조가 이루어짐으로써, 물과 가스가 반응하여 가스하이드레이트 슬러리가 제조됨과 동시에 동일한 공간 내에서 탈수 작용이 이루어져서 고밀도 가스하이드레이트를 연속적으로 제조하는 것을 특징으로 하는 장치와 방법에 관한 것이다.
크러스레이트 하이드레이트(clathrate hydrate) 또는 가스하이드레이트 (gas Hydrate)는 수소결합으로 고체상 격자(hydrogen-bonded solid lattice)를 이루는 주체분자(host molecule)와 이 안에 포집되어 들어가는 객체분자(guest molecule) 두 성분으로 구성되며, 물 분자들이 수소 결합을 통해 형성하는 3차원 격자 구조에 메탄, 에탄, 이산화탄소 등의 저분자들이 화학적인 결합을 하지 않고 물리적으로 포획하여 형성된 결정성 화합물을 말한다.
가스하이드레이트는 1810년 영국의 Humphry Davy경에 의해 처음 발견되었다. 그는 영국의 왕립협회를 대상으로 하는 Bakerian Lecture에서 chlorine과 물을 반응시킬 때 얼음과 유사한 형태의 화합물이 생기지만 그 온도가 0℃보다 높다는 것을 발표하였다. 1823년 Michael Faraday가 10개의 물 분자에 대하여 1개의 chlorine 분자가 반응하여 가스하이드레이트가 생성되는 것을 최초로 밝혀냈다. 이후 현재에 이르기까지 가스하이드레이트는 상변화물질(phase change material, PCM) 중의 하나로 학문적인 연구가 계속되고 있으며 주요 연구내용으로 상평형과 생성/해리 조건, 결정 구조, 다결정의 공존현상, 동공 내의 경쟁적 조성 변화 등을 들 수 있으며, 이외에도 다양한 미시 또는 거시적 측면에서의 세밀한 연구가 진행되고 있다.
가스하이드레이트에 포획될 수 있는 게스트 분자는 현재까지 약 130여 종이 알려지고 있으며, 그 예시로서 CH4, C2H6, C3H8, CO2, H2, SF6 등이 있다. 또한 가스하이드레이트 결정구조(crystal structure)들은 수소결합으로 이루어진 물분자에 의해 형성된 다면체의 공동(cavity)으로 구성되어 있으며 가스분자의 종류와 생성조건에 따라 체심 입방 구조 Ⅰ(body-centered cubic structureⅠ, sI), 다이아몬드형 입방 구조Ⅱ(diamond cubic structure Ⅱ, sⅡ)와 육방 구조 H(hexagonal structure H, sH) 의 결정구조로 이루어져 있다. sI과 sII는 객체분자의 크기에 의해 결정되며, sH에서는 객체분자의 크기와 형태가 중요한 요소가 된다.
심해와 영구동토지역에 자연적으로 부존하는 가스하이드레이트의 게스트 분자는 대부분 메탄이며 이러한 메탄은 연소시 이산화탄소(CO2) 발생이 적어 친환경적 청정 에너지원으로 각광받고 있다. 구체적으로 가스하이드레이트는 기존 화석 연료를 대체할 수 있는 에너지원으로 사용될 수 있으며, 하이드레이트 구조를 이용한 천연 가스 고체화 저장 및 수송에 사용될 수 있으며, 온난화 방지를 위한 CO2의 격리/저장에 사용될 수 있으며, 가스 또는 수용액의 분리기술로서 특히 해수 담수화 장치로도 사용될 수 있어서 그 활용도는 매우 높다.
가스하이드레이트는 석유 또는 천연가스 저류층 및 석탄층과 인접된 지역이나, 저온 고압의 심해 퇴적층 특히 대륙사면에서 많이 발견된다. 또한, 인위적으로 가스하이드레이트를 제조할 수도 있는데, 현재까지 알려진 종래의 가스하이드레이트 제조 장치는 일반적으로 도 1에 도시된 바와 같은 형태를 갖는다.
도 1은 종래 기술에 따른 일반적인 가스하이드레이트 제조 장치를 도시한다. 종래 기술에 따른 가스하이드레이트의 제조 장치(10)는, 급수부(1)와, 가스 공급부(2)와, 상기 급수부(1)로부터 공급된 물과 상기 가스 공급부(2)로부터 공급된 가스가 반응하는 반응기(3)와, 반응기에서 생성된 가스하이드레이트를 외부로 토출하는 토출기(4)로 이루어진다. 물과 가스의 반응 속도를 올리기 위해 교반기(5)를 채택하는 경우도 있다.
보다 구체적으로 문헌으로 공개된 종래의 가스하이드레이트 제조 장치는 다음과 같다.
일본등록특허 제3173611호, 미국등록특허 제5,536,893호, 미국등록특허 제6,855,852호는 가스하이드레이트를 생성시키는 장치 또는 방법을 개시한다. 상기 특허들은 공통적으로, 가스를 공급하는 단계와; 물을 공급하는 단계와; 가스와 물의 반응으로 가스 수화물 입자를 생성하는 단계와; 이를 집괴화(agglomerating)하는 단계를 포함하며, 일부 특허는 가스를 재순환시키는 단계, 온도를 낮추는 단계 등을 더 포함한다.
일본등록특허 제3517832호는 물분수식 하이드레이트 제조 방법을 개시한다. 즉, 물 공급부로부터 반응기에 물을 공급할 때 물 미립자를 분무함으로 인하여 기체와의 접촉 면적을 넓혀서 가스와 물의 반응 속도를 증진시키는 방법을 개시한다.
일본등록특허 제4045476호는 물과 가스를 혼합, 용해하고, 혼합, 용해된 반응수를 일정 관로를 통해 유동시키며, 상기 관로를 냉각하는 추가 구성요소를 통해 가스하이드레이트를 제조하는 방법 및 장치를 개시한다.
일본등록특허 제3891033호는, 물과 가스가 반응하는 반응기에 연직하게 설치된 회전 구동축과; 상기 회전 구동축의 중심으로부터 방사상 일정 간격 이격되어 위치하는 블레이드로서 물과 가스가 반응한 반응수 수면이 블레이드에 포함되도록 위치시키고 회전시킬 수 있는 블레이드와; 이를 통해 회전 구동축 주변에 슬러리가 몰리면 이를 반응기 하부로 토출시키는 취출관을 포함하는 가스하이드레이트 연속식 제조 장치를 개시한다.
한국등록특허 제0786812호는, 온도와 기압의 작용에 의해 반응용 물과 가스가 반응하여 가스하이드레이트의 생성 또는 분해기 이루어지는 반응 챔버와; 상기 반응 챔버 내의 반응용 물의 온도를 일정 수준으로 유지시키는 항온유지수조를 포함하는 가스하이드레이트 생성 및 분해 장치를 개시한다.
다만, 이러한 종래 기술에 따른 가스하이드레이트 제조 장치는 다음과 같은 문제점을 공통적으로 갖는다.
종래 기술에 따른 가스하이드레이트 제조 장치는 가스하이드레이트를 연속식으로 제조하기 어렵다. 일본등록특허 제3173611호, 미국등록특허 제5,536,893호, 미국등록특허 제6,855,852호, 일본등록특허 제3517832호, 한국등록특허 제0786812호에 따른 가스하이드레이트 제조 장치의 경우 실험실에서 수 개의 가스하이드레이트를 제조할 수 있을 수 있으나, 가스와 물이 반응한 반응수로부터 가스하이드레이트를 추출해내는 과정에 대한 구체적인 고찰 또는 암시가 적거나 없어서 가스하이드레이트를 제조하는 시간, 제조에 필요한 전력 등이 과다하게 소요되며 이에 따라 연속식으로 제조하기 불가능한 것이나 다름없다.
또한, 종래 기술에 따른 가스하이드레이트 제조 장치는 가스하이드레이트 제조 단계가 길고 복잡하다. 일본등록특허 제4045476호는 연속식 제조 장치를 개시하나, 반응수의 슬러리로부터 가스하이드레이트를 추출하는 과정이 복잡하며 각 단계마다 모두 온도와 압력을 일정하게 유지하여야 하기에 실재 연속식 제조에 제한 요소가 많으며, 모든 단계 및 장치마다 온도와 압력을 일정하게 유지하는 것 역시 용이하지 않다.
특히, 기존 특허들의 가장 큰 문제점은 가스와 물이 반응하여 가스하이드레이트 슬러리를 제조하는 단계와 또한 탈수하는 단계가 별도로 이루어짐으로써, 동일 공간 내에서 가스하이드레이트 제조 및 동시 탈수가 용이하지 않고 이로 인하여 가스하이드레이트 연속 생성 속도가 늦추어진다는 점이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 가스하이드레이트를 연속적으로 제조하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
특히, 물과 가스가 반응한 가스하이드레이트 슬러리는 원심 분리에 의한 탈수 과정을 거치면서 미반응된 물이 작은 개구부에 의해 잘게 부수어져 반응기 내부에서 비산됨으로써 기체와의 접촉 면적이 넓어지게 되고 이로 인하여 반응 속도가 증진되어, 결과적으로 고밀도 가스하이드레이트를 단순하면서도 효율적인 방법으로 연속적으로 그리고 대량으로 제조하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 종래 기술과 비교하여 물과 가스가 반응하여 가스하이드레이트 슬러리가 만들어짐과 동시에 동일한 공간 내에서 탈수된 고밀도의 가스하이드레이트를 연속식으로 제조하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
또한, 시료를 연속적으로 생성하고 고액 분리가 가능하며, 온도와 압력을 자동으로 조절할 수 있어서 저온 및 고압 조건에서 연속적인 공정이 가능한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하도록, 본 발명은 원심 분리 원리에 의해 가스하이드레이트를 탈수하는 장치를 제공하고자 한다.
보다 상세하게 본 발명은 가스 공급원; 물 공급원; 및 상기 가스 공급원 및 상기 물 공급원으로부터 가스와 물이 각각 공급되며, 상기 공급된 가스와 물이 그 안에서 반응할 수 있는 반응기를 포함하며, 상기 반응기 내에는 원심 분리기와 물레가 위치하며, 상기 반응기 내에서 상기 공급된 가스와 물이 반응하여 가스하이드레이트 슬러리가 생성되며, 상기 생성된 가스하이드레이트 슬러리는 상기 물레를 통해 상기 원심 분리기에 공급되며, 그리고 상기 원심 분리기는 상기 가스하이드레이트 슬러리를 탈수할 수 있는 것을 특징으로 하는, 원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치를 제공한다.
또한, 상기 원심 분리기는, 원뿔형의 바스켓; 상기 바스켓 내부에 장착되는 스크린; 및 상기 스크린 내측에 위치하는 스크류를 포함하며, 상기 가스하이드레이트 슬러리는 상기 물레에 의해 상기 원심 분리기의 스크류 내측으로 공급되며, 상기 원심 분리기가 회전됨에 따라 상기 스크류 내측으로 공급된 가스하이드레이트 슬러리가 탈수되며, 상기 탈수된 가스하이드레이트는 상기 반응기 외측으로 이송되고, 탈수 작용으로 배출된 물은 상기 바스켓의 외측으로 비산되어 상기 반응기 내에 재투입되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 물레는 회전 가능하며, 상기 물레는 개구부 및 이송부를 포함하며, 그리고 상기 물레의 회전에 따라 상기 반응기 내의 상기 가스하이드레이트 슬러리가 상기 물레의 개구부를 통과하여 상기 물레의 이송부에 의해 퍼 올려져 상기 원심 분리기에 공급되는 것이 바람직하다.
바람직한 다른 실시예에서, 추가 탈수 작용을 하는 스크류 컨베이어부를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 반응기에서 탈수되어 제조된 상기 가스하이드레이트가 상기 스크류 컨베이어부의 일단에 공급되어 추가 탈수될 수 있다.
여기에서, 상기 스크류 컨베이어부는 회전 가능한 스크류를 더 포함하며, 그리고 상기 스크류의 회전에 의해 상기 스크류 컨베이어부의 일단에 공급된 상기 가스하이드레이트가 추가 탈수되어 상기 스크류 컨베이어부의 타단에서 배출되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 여기에서 상기 스크류 컨베이어부에서 탈수되어 상기 타단에서 배출되는 상기 가스하이드레이트는 가스하이드레이트 탱크로 이송되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 여기에서 상기 가스하이드레이트 탱크에는, 상기 가스하이드레이트 탱크 내의 가스가 상기 반응기에 재공급되는 재순환 배관이 연결되는 것이 보다 바람직하다.
또한, 여기에서 상기 일단이 상기 타단보다 낮도록, 상기 스크류 컨베이어부가 기울어진 것이 바람직하다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에서, (a) 반응기 내에 물과 가스를 공급하여 가스하이드레이트 슬러리가 형성되는 단계; (b) 상기 가스하이드레이트 슬러리가 물레에 의해 원심 분리기에 공급되는 단계; (c) 상기 원심 분리기의 회전에 의해 상기 공급된 가스하이드레이트 슬러리가 탈수되는 단계; 및 (d) 상기 탈수된 가스하이드레이트가 상기 반응기 외측으로 이송되고, 탈수 작용으로 배출된 물은 상기 반응기 내에 재공급되는 단계를 포함하며, 상기 (a) 내지 (d) 단계가 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 방법을 제공한다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 물레가 회전하여 상기 반응기 내의 상기 가스하이드레이트 슬러리를 상기 물레의 이송부로 퍼 올려서 상기 원심 분리기에 공급하는 단계인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 물레가 회전하여 상기 반응기 내의 상기 가스하이드레이트 슬러리를 상기 물레의 이송부로 퍼 올려서 상기 원심 분리기의 스크류 내측에 공급하는 단계이며, 상기 (c) 단계는, 상기 원심 분리기의 회전에 의해, 상기 공급된 가스하이드레이트 슬러리의 물은 상기 스크류 및 상기 스크류 외측의 스크린 및 바스켓을 통과하여 배출되고, 그리고 상기 물이 배출된 가스하이드레이트 슬러리는 상기 스크류만을 통과함으로써, 상기 공급된 가스하이드레이트 슬러리가 탈수되는 단계인 것이 바람직하다.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 탈수된 가스하이드레이트는 스크류 컨베이어부로 이송되고, 탈수 작용으로 배출된 물은 상기 반응기 내에 재공급되는 단계이며, 상기 원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 방법은, (e) 상기 스크류 컨베이어부에 공급된 상기 가스하이드레이트는 상기 스크류 컨베이어부의 회전에 의해 추가 탈수되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치는 원심 분리 원리를 이용하여 보다 효과적으로 탈수 작용을 실시하고 제조 효율을 높임으로써 고밀도 가스하이드레이트를 제조할 수 있음과 동시에 동일 공간에서 연속적으로 가스하이드레이트 제조가 가능하다.
원심 분리기 및 물레를 채택함으로써 보다 컴팩트한 공간에서 가스하이드레이트 제조 및 탈수가 동시에 적용되어 고밀도 가스하이드레이트를 생성하는 시간이 저감되고 필요 동력이 낮아질 수 있다.
원심 분리기에 의한 1차 탈수 이후 스크류 컨베이어부에 의한 2차 탈수로서 보다 고밀도의 가스하이드레이트를 생성할 수 있다.
또한, 반응기 내에서 반응하지 못한 가스는 재순환 배관을 통해 반응기에 재순환 시키고 반응하지 못한 물은 물레를 통해 그리고 원심분리기의 고속 회전에 의해 다수의 개구부를 통해 반응기에 재공급시킴으로써, 가스하이드레이트 제조에 필요한 물과 가스의 수량이 감소하고 가스하이드레이트 핵 형성에 필요한 추가 가스 용존 절차가 단축되어 반응이 촉진될 수 있다.
도 1은, 종래 기술에 따른 가스하이드레이트 생성 장치를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 2은, 본 발명에 따른 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3는 본 발명에 따른 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치의 사시도이며, 도 4은 평면도이며, 도 5는 정면도이다. 설명을 위해 가스 공급원(110), 물 공급원(210) 및 각각의 배관과 가스하이드레이트 탱크(690) 및 냉각수 공급원(711, 712) 및 각각의 배관은 도시가 생략되었다.
도 6는, 도 3의 A-A'를 따른 단면도이다.
도 7은, 도 6의 "B"를 상세히 도시한 단면도이다.
도 8은, 본 발명에 따른 원심 분리기(400)의 전개도이다.
도 9은, 본 발명에 따른 물레(500)의 사시도이다.
도 10는, 본 발명에 따른 스크류 컨베이어부(600)의 단면도이다.
도 11은, 본 발명에 따른 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 상세히 설명된다.
이하에서 '가스'는 가스하이드레이트의 게스트 분자를 의미하며, '물'은 호스트 분자를 의미한다. 가스하이드레이트 생성에 있어서 게스트 분자가 될 수 있는 분자는 CH4, C2H6, C3H8, CO2, H2, SF6 등 다수 존재하는데, 이하에서는 이러한 게스트 분자를 가스로 지칭한다. 또한, 호스트 분자로서 물(H2O)을 지칭한다.
또한, 아래의 설명에서는 도면의 간소화를 위해 밸브를 도시하거나 설명하지 않았으나, 각 배관 및 투입구에는 밸브가 위치하는 것이 바람직하다. 특히 역류 방지를 위해 체크 밸브가 사용될 수 있음을 주의한다.
1. 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치의 개략적 설명
도 2을 참조하여 본 발명에 따른 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치를 설명한다.
가스하이드레이트를 제조하기 위해서 물과 가스가 반응기에 공급되고, 반응기는 가스하이드레이트 생성에 적합한 온도 및 압력으로 유지되어야 한다.
본 발명에 따른 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치는 가스를 공급하는 가스 공급원(110), 물을 공급하는 물 공급원(210), 공급된 물과 가스가 가스하이드레이트로 반응하는 반응기(300), 반응기 내에 위치하며 가스하이드레이트의 탈수 작용을 하는 원심 분리기(400), 원심 분리기에 가스하이드레이트 슬러리를 공급하는 물레(500), 원심 분리기에 의해 탈수된 가스하이드레이트에서 추가 탈수를 진행하는 스크류 컨베이어부(600)를 포함한다.
가스 공급원(110)은 압축기(120)에 의해 버퍼 탱크(130)를 거쳐 반응기(300)에 가스를 공급한다. 버퍼 탱크(130)는 압축된 가스가 공급되어 임시 저장되며, 별도의 제어부(미도시)는 반응기(300)의 압력계(미도시)가 측정한 압력에 따라 밸브를 자동으로 조정하여 반응기(300)에 가스가 추가 공급될 필요가 있는 경우 반응기(300)에 가스를 공급할 수 있다.
버퍼 탱크(130)는 반응기(300)의 공급 파이프(320)에 별도의 배관으로 연결되어 반응기(300) 내에 가스를 공급한다.
물 공급원(210)은 펌프(220)에 의해 급수 탱크(230)를 거쳐 반응기(300)에 물을 공급한다. 냉각기(240)가 위치하여 냉각된 반응기(300)에 냉각된 물을 공급할 수 있다. 별도의 제어부(미도시)는 반응기(300)의 수위 센서(미도시)가 측정한 물 양에 따라 밸브를 자동으로 조정하여 반응기(300)에 물이 추가 공급될 필요가 있는 경우 반응기(300)에 물을 공급할 수 있다.
급수 탱크(230)는 반응기(300)의 공급 파이프(320)에 별도의 배관으로 연결되어 반응기(320) 내에 냉각된 물을 공급한다. 특히, 냉각된 물은 얼음과 같은 형태일 수도 있으며, 노즐(미도시)로서 반응기 내에 얼음이 비산되어 공급될 수도 있다. 얼음의 형태로 물이 공급되는 경우, 가스하이드레이트의 핵화를 촉진하고, 온도 제어가 용이하며, 얼음의 잠열을 활용할 수 있으며, 물의 가스 접촉 시간 또는 체류 시간을 늘려주어 가스하이드레이트를 보다 효율적으로 제조할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 전술한 바와 같이 물 공급원(210)으로부터 물이 냉각되어 공급되거나 또는 얼음의 형태로 공급될 수도 있으나, 본 발명의 바람직한 다른 실시예에서는 물 공급원(210)으로부터 물 공급에 추가로 얼음이 반응기에 공급될 수도 있다. 얼음 제조기(382)에서 제조된 얼음은 분사 노즐(384)을 통해 반응기 내부에 비산될 수 있다. 별도의 냉각기(383)가 배관 중간에 위치하여 냉각을 도울 수 있다.
반응기(300)에서 생성되고 원심 분리기(400)에 의해 탈수된 가스하이드레이트는 제 2 이송 배관(462)과 제 3 이송 배관(663)을 통해 스크류 컨베이어부(600)에 공급된다. 스크류 컨베이어부(600)는 스크류의 회전에 의해 가스하이드레이트를 축 탈수하며, 추가 탈수된 가스하이드레이트는 가스하이드레이트 이송 배관(665)을 통해 가스하이드레이트 탱크(690)로 이송된다.
한편, 스크류 컨베이어부(600)의 탈수 작용에 의해 배출된 물은 별도의 탈수 배관(664)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
또한, 가스하이드레이트 탱크(690)에는 가스하이드레이트 및 반응되지 않은 가스가 채워질 수 있는데, 가스는 재순환 배관(691)을 통해 버퍼 탱크(130)로 이동하여 가스하이드레이트 생성을 위해 추가로 사용될 수 있다.
이와 같이 반응기(300) 내에서 반응되지 못한 가스는 재순환 배관(691)을 통하여 반응기 내에 재공급될 수 있으며, 후술할 바와 같이 반응기(300) 내에서 반응되지 못한 물은 물레(500)를 통해 그리고 원심분리기의 고속 회전에 의한 원심력에 의해 표면적이 넓어진 미립자 형태로 반응기(300) 내에 비산되어 재공급될 수 있어서, 가스하이드레이트 반응을 촉진시키는 동시에 반응에 필요한 가스와 물의 소비를 저감시킬 수 있다.
반응기(300)와 스크류 컨베이어부(600)는 가스하이드레이트가 가스와 물로 다시 해리되는 것을 방지하기 위해 낮은 온도로 유지되어야 하며, 이를 위해 별도의 냉각부가 존재하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에서 반응기(300)는 냉각용 외부 재킷(370a) 및 내부 재킷(370b)을 포함하며, 제 1 냉각수 공급원(711)으로부터 제 1 냉각수 배관(712a, 712b)을 통해 냉각수가 각각 공급될 수 있다. 제 1 냉각수 공급원(711)은 제 1 냉각수 펌프(713)에 의해 순환되며, 외부 재킷(370a) 및 내부 재킷(370b)을 순환한 냉각수는 순환 배관(715)을 통해 재순환된다.
스크류 컨베이어부(600) 역시 재킷(671)을 포함하며, 제 2 냉각수 공급원(721)으로부터 제 2 냉각수 배관(722)을 통해 냉각수가 공급될 수 있다. 제 2 냉각수 공급원(721)은 제 2 냉각수 펌프(723)에 의해 순환되며, 재킷(671)을 순환한 냉각수는 순환 배관(725)을 통해 재순환된다.
본 발명의 다른 실시예에서는 스크류 컨베이어부(600)의 탈수 작용에 의해 배출된 물이 순환 배관(725)으로 유입되어 냉각수로서 재순환될 수도 있다.
2. 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치의 상세 구조 및 작동 원리의 설명
도 3 내지 도 10를 참조하여 본 발명에 따른 반응기(300), 원심 분리기(400), 물레(500) 및 스크류 컨베이어부(600)를 상세히 설명한다.
A. 반응기(300)
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 반응기(300) 및 스크류 컨베이어부(600)의 외관을 설명하기 위한 사시도, 평면도 및 정면도를 도시한다. 설명을 위해 가스 공급원(110), 물 공급원(210) 및 각각의 배관과 가스하이드레이트 탱크(690) 및 냉각수 공급원(711, 712) 및 각각의 배관은 도시를 생략한다.
반응기(300)의 외관으로 반응기 하우징(310), 다수의 공급 파이프(320) 및 윈도우(330)가 도시된다.
반응기 하우징(310)은 제 1 하우징(311) 및 제 2 하우징(312)이 연결 부재(313)에 의해 연결되어 이루어진다. 반응기 하우징(310)의 형상에는 제한이 없으나, 물레(500)의 회전 등을 고려하여 원형인 것이 바람직하다.
공급 파이프(320)는 반응기(300) 외부로부터 가스 및 물이 공급되는 파이프이며, 사용자가 바라는 바에 따라 다수의 공급 파이프(320)를 취할 수 있으며, 그 개수 및 위치에 제한이 없음은 물론이다. 도시된 실시예에서는 반응기 하우징(310)의 전후에 다수의 공급 파이프(320)가 제공된다.
윈도우(330)는 반응기(300) 내부의 반응을 보기 위해 위치한다.
반응기(300)에서 생성되고 원심 분리기(400)에 의해 탈수된 가스하이드레이트는 제 2 이송 배관(462)과 제 3 이송 배관(663)을 통해 스크류 컨베이어부(600)에 공급된다. 스크류 컨베이어부(600)의 외관으로 하우징(630)이 도시된다. 탈수되어 제조된 가스하이드레이트는 가스하이드레이트 이송 배관(665)을 통해 본 도면에서는 도시되지 않은 가스하이드레이트 탱크(690)로 이동된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치는 회전력을 제공하기 위한 3개의 동력 부재 및 그 회전 속도를 조절하기 위한 3개의 감속기를 갖는다.
즉, 원심 분리기(400)에 회전력을 제공하기 위한 동력 부재(410) 및 감속기(420)와, 물레(500)에 회전력을 제공하기 위한 동력 부재(510) 및 감속기(520)와, 스크류 컨베이어부(600)에 회전력을 제공하기 위한 동력 부재(610) 및 감속기(620)를 포함할 수 있다.
동력 부재들(410, 510, 610)은 마그네틱 드라이브인 것이 바람직하나 이에 제한되지 않음은 물론이다. 또한, 감속기들(420, 520, 620)은 싸이클로 감속기인 것이 바람직하나 이에 제한되지 않음은 물론이다.
도 6는 도 3의 A-A'에 따른 단면도를 도시하며, 도 7은 도 6의 "B" 부분을 상세하게 도시한다. 도 6를 참조하여 본 발명에 따른 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치의 원리를 상세하게 설명한다. 설명을 위해 도 6에서는 물레(500)의 도시를 생략하며(점선으로 도시), 물레(500)는 도 9을 참조하여 상세하게 설명한다.
물과 가스가 공급 파이프(320)를 통해 반응기(300) 내측에 공급된다. 반응기 하우징(310)에는 외부 재킷(370a) 및 내부 재킷(370b)이 위치하며, 상기 재킷들에는 냉각수가 순환됨으로써, 사용자는 가스하이드레이트 생성에 적절한 온도로서 반응기 온도를 유지할 수 있다. 또한, 압축기(120)에 의해 압축된 가스가 공급됨으로써, 사용자는 가스하이드레이트 생성에 적절한 압력으로서 반응기 압력을 유지할 수 있다. 이러한 유지를 위해 별도의 제어부(미도시)가 반응기 내부의 압력계 및 온도계와 연계되어 냉각수의 공급 및 압축된 가스의 공급을 제어할 수 있다.
반응기(300) 내부에 물과 가스가 투입되고, 반응기(300) 내부의 온도 및 압력이 가스하이드레이트 생성에 적절한 온도 및 압력으로 유지되면, 반응기(300) 내부에서 가스하이드레이트 생성 반응이 일어난다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, 반응 동안 반응기(300) 내부에는 약 1/3 정도의 높이로서 물이 채워져 있는데 가스하이드레이트는 물 상에 슬러리 형태로서 존재하게 된다. 고밀도의 가스하이드레이트를 연속식으로 제조하기 위해 이러한 가스하이드레이트 슬러리를 별도로 분리하여 탈수하는 작업이 필요하며, 이를 위해 원심 분리기(400) 및 물레(500)가 회전하게 된다.
B. 물레(500)
도 9을 더 참조하여 물레(500)를 설명한다.
물레(500)는 회전을 위해 원통형으로 생성되는 것이 바람직하다. 물레(500)는 회전에 따라 반응기(300) 내부에 채워져 있는 물과 가스하이드레이트 슬러리가 물레(500) 내측으로 통과할 수 있도록 다수의 개구부(551)를 포함하며, 또한 물레(500) 내측으로 통과한 물과 가스하이드레이트 슬러리를 퍼 올릴 수 있도록 다수의 이송부(552)를 포함한다.
이송부(552)는, 물레(500)의 회전 방향에 따라 물과 가스하이드레이트 슬러리를 퍼서 올릴 수 있도록 그 단면이 ㄷ자 형상인 것이 바람직하다. 도 9에 도시된 실시예는 물레의 회전 방향이 시계 방향인 경우이며, 회전되는 방향에 따라 ㄷ자 형상의 개구 방향이 결정된다.
다시 도 6를 참조한다. 물레(500)는 원심 분리기(400)와 동축으로 구성되는 것이 바람직하나, 물레(500)의 회전에 따라 가스하이드레이트 슬러리와 물이 원심 분리기(400)에 공급될 수 있다면 반드시 동축일 필요는 없다. 도 6와 도 9에서 반응기(300), 원심 분리기(400) 및 물레(500)의 중심축이 X로 도시된다.
물레(500)는 동력 부재(510)에 의해 회전 동력을 받는다. 동력 부재(510)의 회전은 감속기(520)를 통해 제 1 기어(531)를 회전시키며, 이에 맞물린 제 2 기어(532)가 회전한다. 제 2 기어(532)에는 물레 거치대(540)가 위치하며, 물레 거치대(540)에는 도 9에 도시된 물레(500)가 거치된다. 즉, 제 2 기어(532)의 회전에 따라 물레(500)가 회전한다.
물레(500)가 물레 거치대(540)에 거치되도록 별도의 거치부(미도시)가 물레(500)에 위치하는 것이 바람직하다.
물레(500)의 회전에 의해 반응기(300) 하부에 채워져 있는 물과 가스하이드레이트 슬러리는 물레(500)의 이송부(552)에 의해 상부로 이송되며, 물레(500)가 계속 회전함에 따라 이송부(552)에 의해 퍼 올려진 물과 가스하이드레이트 슬러리는 자연스럽게 수용부(560)에 쏟아진다. 이를 위해 수용부(560)는 깔때기와 같은 형상인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.
수용부(560)에 쏟아진 물과 가스하이드레이트 슬러리는 제 1 이송 배관(461)을 통해 원심 분리기(400)로 이송된다.
C. 원심 분리기(400)
도 7 및 도 8을 참조하여 원심 분리기(400)의 구조 및 작동 원리를 설명한다.
먼저, 원심 분리기(400)의 구조를 설명한다.
원심 분리기(400)는 그 외측으로부터 바스켓(440), 스크린(430) 및 스크류(450)를 포함한다. 바스켓(440)에는 다수의 바스켓 개구부(441)가 위치할 수 있다. 또한, 스크린(430)에는 다수의 스크린 개구부(431)가 위치하며, 스크류(450) 상부에는 스크류 개구부(451)가 위치할 수 있다.
스크린(430)은 탈수성이 좋은 망과 같은 기능을 하도록 다수의 스크린 개구부(431)를 포함하며, 도면에는 그 개구부가 원형으로 도시되나 역삼각형상 또는 슬릿형상일 수도 있다. 이러한 스크린(430)은 가스하이드레이트 슬러리는 통과시키지 않고 물만을 통과시키는 역할을 한다. 스크린(430)은 원뿔형으로 성형되어 바스켓(440) 내측에 장착된다.
바스켓(440)은 스크린(430)이 장착되는 지지 역할을 하며, 일 실시예에서는 바스켓(440) 상에 다수의 개구부(441)가 존재하여 스크린(430)을 통과한 물을 반응기(300) 내부로 비산시킨다.
한편, 제 1 이송 배관(461)은 가스하이드레이트 슬러리를 원심 분리기(400)에 공급하는 배관이며, 제 2 이송 배관(462)은 원심 분리기(400)에 의해 탈수된 가스하이드레이트를 스크류 컨베이어부(600)에 공급하는 배관이다.
다음, 원심 분리기(400)의 작동 원리를 설명한다.
원심 분리기(400)는 동력 부재(410) 및 감속기(420)에 의해 고속으로 회전되고 있으며, 이 때에 물레(500)에 의해 퍼 올려진 가스하이드레이트 슬러리가 제 1 이송 배관(461)을 통해 이송된 스크류(450) 내측에 공급된다(a). 스크류(450)의 회전에 의해 가스하이드레이트 슬러리는 원심력을 받아 스크류 개구부(451)를 통해 스크린(430)에 분사된다(b).
스크린(430) 상에 위치하는 다수의 스크린 개구부(431)는 물만 통과시키고 고체 형상인 가스하이드레이트는 통과시키지 않는다. 이에 따라 통과하지 못한 가스하이드레이트는 결과적으로 탈수되어 제 2 이송 배관(462)을 통해 이동되며(c2, c3), 탈수 작용에 의해 배출되는 물은 스크린 개구부(431) 및 바스켓 개구부(441)를 통해 바스켓(440) 외측으로 즉 반응기(300) 내로 비산된다(c1). 반응기(300) 내로 비산된 물은 가스하이드레이트로 다시 반응하게 된다.
탈수된 가스하이드레이트는 제 2 이송 배관(452)을 통해 스크류 컨베이어부(600)로 이송된다.
D. 스크류 컨베이어부(600)
도 10를 더 참조하여 추가 탈수 작용을 하는 스크류 컨베이어부(600)를 설명한다.
스크류 컨베이어부(600)는 스크류(640), 스크류(640)를 감싸는 스크류 하우징(630), 스크류 하우징(630) 내측 또는 외측을 둘러싸며 냉각수가 순환할 수 있는 스크류 컨베이어부 재킷(670) 및 스크류(640)의 회전 동력을 제공하는 동력 부재(610)와 그 회전 속도를 제어할 수 있는 감속기(620)를 포함한다.
원심 분리기(400)에 의해 1차 탈수된 가스하이드레이트가 제 2 이송 배관(462)과 이에 연결된 제 3 이송 배관(663)을 통해 스크류 컨베이어부(600)의 일단에 유입된다.
스크류(640)가 동력 부재(610)에 의해 회전됨에 따라 가스하이드레이트가 이동되며 탈수된다. 이 때에 탈수 작용으로 배출되는 물은 별도의 탈수 배관(664)으로 스크류 컨베이어부(600) 밖으로 배출된다. 중력에 의해 물의 배출을 원활히 하도록 스크류 컨베이어부(600)가 기울어져 설치되고 탈수 배관(664)이 기울어진 하측에 위치하는 것이 바람직하다. 즉, 가스하이드레이트가 공급되는 스크류 컨베이어부(600)의 일단이 하측으로 기울어지는 것이 바람직하다. 도시된 실시예에서는 스크류 컨베이어부(600)의 상기 일단이 도면의 우측이다.
일반적으로 가스하이드레이트는 낮은 온도에서 제조되며, 이에 따라 탈수 작용으로 배출되는 물은 낮은 온도의 물일 수 있기에, 본 발명의 일 실시예에서는 전술한 바와 같이 탈수 배관(664)은 순환 배관(725)과 연결되어 탈수 작용으로 배출되는 물이 냉각수로서 사용될 수 있다. 이 경우 스크류 컨베이어부 재킷(670)으로 순환될 수 있다.
스크류(640)의 회전에 의해 탈수된 가스하이드레이트는 스크류(640)의 회전 방향에 따라 스크류 컨베이어부(600)의 타단으로 이송되어 가스하이드레이트 이송 배관(665)을 통해 가스하이드레이트 탱크(690)로 이송된다. 도시된 실시예에서는 스크류 컨베이어부(600)의 상기 타단이 도면의 좌측이다.
반응기(300)와 스크류 컨베이어부(600)와 가스하이드레이트 탱크(690)는 압력 유지를 위해 단단하게 밀봉 연결되기에, 가스하이드레이트 탱크(690)에는 가스하이드레이트 뿐만 아니라 가스하이드레이트로 반응하지 못한 고압의 가스도 함께 채워질 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에서는 전술한 바와 같이 가스하이드레이트 탱크(690) 내의 가스가 재순환 배관(691)을 통해 버퍼 탱크(130)로 배출될 수 있다.
3. 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 방법의 설명
도 11을 참조하여 본 발명에 따른 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 방법을 설명한다.
가스 공급원(110) 및 물 공급원(210)으로부터 가스와 물이 반응기(300)에 공급된다(S100).
공급되는 가스는 압축기(120)에 의해 가압되어 공급될 수 있으며, 공급되는 물은 냉각기(240)에 의해 냉각되어 공급될 수 있다. 가스하이드레이트가 생성되기에 바람직한 압력 및 온도로서 반응기(300) 내부를 유지한다(S200). 게스트 분자의 종류 등에 의해 바람직한 압력 및 온도가 상이함은 물론이다.
반응기(300) 내부에는 지속적으로 물이 채워져 있으며, 그 높이는 약 1/3 정도가 적당하나 이에 제한되지 않음은 물론이다. 반응기(300) 내부에서 유지되는 온도 및 압력에 의해 가스하이드레이트 슬러리가 생성되며, 물레(500)가 회전하여 가스하이드레이트 슬러리를 원심 분리기(400)에 공급한다(S300).
원심 분리기(400)는 회전에 의해 가스하이드레이트 슬러리를 탈수하여(S400), 물은 반응기(300) 내부로 다시 비산시키고 탈수된 가스하이드레이트 슬러리는 스크류 컨베이어부(600)로 이송시킨다(S500).
스크류 컨베이어부(600)에 이송된 가스하이드레이트는 스크류(640)의 회전에 의해 추가 탈수된다(S600).
추가 탈수된 가스하이드레이트는 가스하이드레이트 탱크(690)에 이송된다(S700).
한편, 이와 같은 반응에 의해 반응기(300) 내부의 압력이 낮아지거나 물이 낮아지면 반응기(300) 내부에 위치한 압력계 및 수위 센서가 이를 감지하며, 제어부(미도시)는 물과 가스가 반응기(300)에 추가 공급되도록 할 수 있다. 이에 따라 상기 S100 내지 S700 단계가 반복됨으로써 가스하이드레이트가 연속적으로 배출된다.
또한, 가스하이드레이트 탱크(690) 내부의 가스압이 높은 것으로 감지되면, 제어부(미도시)가 가스하이드레이트 탱크(690) 내의 가스를 버퍼 탱크(130)로 이동하도록 할 수 있다.
이상의 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.
110: 가스 공급원
120: 압축기
130: 버퍼 탱크
210: 물 공급원
220: 펌프
230: 급수 탱크
240: 냉각기
300: 반응기
310: 반응기 하우징
311: 제 1 하우징
312: 제 2 하우징
313: 연결 부재
320: 공급 파이프
330: 윈도우
370a: 내부 재킷
370b: 외부 재킷
382: 얼음 공급기
383: 냉각기
384: 분사 노즐
400: 원심 분리기
410, 510, 610: 동력 부재
420, 520, 620: 감속기
430: 스크린
431: 스크린 개구부
440: 바스켓
441: 바스켓 개구부
450: 스크류
451: 스크류 개구부
461: 제 1 이송 배관
462: 제 2 이송 배관
500: 물레
531: 제 1 기어
532: 제 2 기어
540: 물레 거치대
551: 개구부
552: 이송부
560: 수용부
600: 스크류 컨베이어부
630: 하우징
640: 스크류
663: 제 3 이송 배관
665: 가스하이드레이트 이송 배관
670: 스크류 컨베이어부 재킷
690: 가스하이드레이트 탱크
691: 재순환 배관
711: 제 1 냉각수 공급원
712a, 712b: 제 1 냉각수 배관
713: 제 1 냉각수 펌프
715, 725: 순환 배관
721: 제 2 냉각수 공급원
722: 제 2 냉각수 배관
723: 제 2 냉각수 펌프

Claims (15)

  1. 가스 공급원;
    물 공급원; 및
    상기 가스 공급원 및 상기 물 공급원으로부터 가스와 물이 각각 공급되며, 상기 공급된 가스와 물이 그 안에서 반응할 수 있는 반응기를 포함하며,
    상기 반응기 내에는 원심 분리기와 물레가 위치하며,
    상기 반응기 내에서 상기 공급된 가스와 물이 반응하여 가스하이드레이트 슬러리가 생성되며, 상기 생성된 가스하이드레이트 슬러리는 상기 물레를 통해 상기 원심 분리기에 공급되며, 그리고
    상기 원심 분리기는 상기 가스하이드레이트 슬러리를 탈수할 수 있는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 원심 분리기는,
    원뿔형의 바스켓;
    상기 바스켓 내부에 장착되는 스크린; 및
    상기 스크린 내측에 위치하는 스크류를 포함하며,
    상기 가스하이드레이트 슬러리는 상기 물레에 의해 상기 원심 분리기의 스크류 내측으로 공급되며,
    상기 원심 분리기가 회전됨에 따라 상기 스크류 내측으로 공급된 가스하이드레이트 슬러리가 탈수되며, 상기 탈수된 가스하이드레이트는 상기 반응기 외측으로 이송되고, 탈수 작용으로 배출된 물은 상기 바스켓의 외측으로 비산되어 상기 반응기 내에 재투입되는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 물레는 회전 가능하며,
    상기 물레는 개구부 및 이송부를 포함하며, 그리고
    상기 물레의 회전에 따라 상기 반응기 내의 상기 가스하이드레이트 슬러리가 상기 물레의 개구부를 통과하여 상기 물레의 이송부에 의해 퍼 올려져 상기 원심 분리기에 공급되는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치는 스크류 컨베이어부를 더 포함하며, 그리고
    상기 반응기에서 탈수되어 제조된 상기 가스하이드레이트가 상기 스크류 컨베이어부의 일단에 공급되어 추가 탈수될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스크류 컨베이어부는 회전 가능한 스크류를 더 포함하며, 그리고
    상기 스크류의 회전에 의해 상기 스크류 컨베이어부의 일단에 공급된 상기 가스하이드레이트가 추가 탈수되어 상기 스크류 컨베이어부의 타단에서 배출되는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스크류 컨베이어부에서 탈수되어 상기 타단에서 배출되는 상기 가스하이드레이트는 가스하이드레이트 탱크로 이송되는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가스하이드레이트 탱크에는, 상기 가스하이드레이트 탱크 내의 가스가 상기 반응기에 재공급되는 재순환 배관이 연결되는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 일단이 상기 타단보다 낮도록, 상기 스크류 컨베이어부가 기울어진 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응기에 얼음 공급기가 연결되어, 상기 반응기 내에 얼음이 더 공급되는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응기 내에 공급되는 물이 노즐을 통해 얼음의 형태로 상기 반응기 내에 비산될 수 있는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응기는 내부 재킷 및 외부 재킷을 포함하며, 그리고
    상기 내부 재킷 및 상기 외부 재킷 각각에는 냉각수가 순환되는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 장치.
  12. (a) 반응기 내에 물과 가스를 공급하여 가스하이드레이트 슬러리가 형성되는 단계;
    (b) 상기 가스하이드레이트 슬러리가 물레에 의해 원심 분리기에 공급되는 단계;
    (c) 상기 원심 분리기의 회전에 의해 상기 공급된 가스하이드레이트 슬러리가 탈수되는 단계; 및
    (d) 상기 탈수된 가스하이드레이트가 상기 반응기 외측으로 이송되고, 탈수 작용으로 배출된 물은 상기 반응기 내에 재공급되는 단계
    를 포함하며,
    상기 (a) 내지 (d) 단계가 연속적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 물레가 회전하여 상기 반응기 내의 상기 가스하이드레이트 슬러리를 상기 물레의 이송부로 퍼 올려서 상기 원심 분리기에 공급하는 단계인 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 물레가 회전하여 상기 반응기 내의 상기 가스하이드레이트 슬러리를 상기 물레의 이송부로 퍼 올려서 상기 원심 분리기의 스크류 내측에 공급하는 단계이며,
    상기 (c) 단계는,
    상기 원심 분리기의 회전에 의해,
    상기 공급된 가스하이드레이트 슬러리의 물은 상기 스크류 및 상기 스크류 외측의 스크린 및 바스켓을 통과하여 배출되고, 그리고
    상기 물이 배출된 가스하이드레이트 슬러리는 상기 스크류만을 통과함으로써,
    상기 공급된 가스하이드레이트 슬러리가 탈수되는 단계인 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 (d) 단계는,
    상기 탈수된 가스하이드레이트는 스크류 컨베이어부로 이송되고, 탈수 작용으로 배출된 물은 상기 반응기 내에 재공급되는 단계이며,
    상기 원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 방법은,
    (e) 상기 스크류 컨베이어부에 공급된 상기 가스하이드레이트는 상기 스크류 컨베이어부의 회전에 의해 추가 탈수되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    원심 분리 원리에 의한 가스하이드레이트 연속 제조 및 탈수 방법.
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