KR20140120153A - 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치 및 방법 - Google Patents

열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 천연가스 하이드레이트의 물리적 분쇄 없이 가스만 뽑아낼 수 있으며, 천연가스 하이드레이트의 해리에 필요한 열량을 천연가스 하이드레이트에 직접 공급하되 그렇다고 하여 열수와 천연가스 하이드레이트의 직접적인 접촉은 피할 수 있도록 한, 천연가스 하이드레이트 전용 해리 장치 및 방법을 제공하고자 하는바, 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 천연가스 하이드레이트가 적재된 화물창에 설치되며, 내부에 주입된 열수에 의하여 온도가 상승된 상태에서 화물창 안을 자유 낙하로 하강하여 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르는 과정에서 천연가스 하이드레이트와 접촉하여 직접 열을 공급함으로써 천연가스 하이드레이트를 해리하는, 파이프라인; 상기 파이프라인에 연결되며, 상기 파이프라인 내부로 열수를 주입하는, 열수 주입 호스; 상기 파이프라인에 연결되며, 상기 파이프라인 내부에서 순환을 마친 열수를 외부로 배출하는, 열수 배출 호스 및; 화물창 위에 설치되며, 천연가스 하이드레이트가 모두 해리되고 난 뒤 화물창 아래에 위치하게 된 상기 파이프라인을 화물창 위로 다시 끌어올리는, 크레인;을 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치 및 그 방법을 제공한다.

Description

열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치 및 방법{natural gas hydrate dissociation device and method using hot water injection pipe line}
본 발명은 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치 및 방법에 관한 것이다.
천연가스는 청정성, 안정성, 편리성 등을 갖춘 연료로서 석유, 석탄 등 고체 연료의 대체 에너지로서 각광받고 있으며, 가정, 상업, 수송, 산업 등 여러 분야에 그 이용이 계속 증가하여 세계 에너지 소비의 약 25%를 공급하는 에너지원으로서 석유, 석탄 등 고체 연료와 함께 세계 에너지 산업의 근간을 형성하고 있다.
이러한 천연가스를 가스전으로부터 채취하여 가스 상태 그대로 수송하는 경우, 부피가 너무 크고 폭발 가능성이 있으므로 그러한 문제를 해결하기 위하여 천연가스를 액화 온도까지 냉각하여 액화천연가스(LNG: liquefied natural gas)를 생성하고 이를 수송선 등에 설치한 전용 탱크에 저장하여 수송하는 방법이 주로 사용되어 왔다. 액화천연가스는 단위 부피당 통상 600 배 부피의 천연가스를 함유하고 있다.
그러나 액화천연가스의 주성분인 메탄가스의 경우 액화시키는 데 약 -162℃의 극저온이 필요하기 때문에 액화천연가스 생산 시설뿐만 아니라 해상 및 육상에서의 천연가스 운송장치의 제작에 있어서도 매우 많은 비용이 소요된다는 문제점이 있다.
또 다른 천연가스 저장 및 운송 방법으로 압축가스를 사용하는 방법이 있으나 이것 또한 높은 저장 압력으로 인하여 대형 용기의 제작이 기술적으로 어렵고 많은 비용이 소요되며 고압력 폭발에 따른 안전상의 문제가 따른다는 문제점이 있다.
이에 반해 천연가스 하이드레이트(NGH: natural gas hydrate)는 단위 부피당 170 배 부피의 가스를 제공하면서도 비교적 온건한 압력과 온도에서 만들어지며 일단 형성되면 그 보존이 -20℃, 1 기압에서 이루어진다. 이러한 온도, 압력 조건은 액화천연가스 및 압축가스의 온도, 압력 조건보다 훨씬 온화한 조건이다.
또한 천연가스 하이드레이트는 상온 및 상압에 노출되더라도 폭발할 가능성이 적어 시스템의 누수와 파손에 대체할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있어 안전하다는 이점이 있다. 즉, 천연가스 하이드레이트는 LNG나 CNG에 비해 저장 및 수송이 안전하고 경제적이다.
천연가스 하이드레이트는 낮은 온도와 높은 압력에서 가스와 물이 화학적 결합이 아닌 물리적 결합에 의해 마치 드라이아이스(dry ice)와 같은 형태를 하면서 생성된 화합물로서 천연가스 하이드레이트 1㎥의 발열량은 약 180㎥의 천연가스가 가지는 발열량과 유사하다. 자연적으로는 온도가 낮고 압력이 높은 해저나 동토(frozen earth) 등에서 물과 가스가 결합된 결정체로서 매장되어 있으며 이는 해리(dissociation) 조건이 되면 물과 가스로 쉽게 분해가 된다.
천연가스 하이드레이트는 분자구조에 따라 Ⅰ형, Ⅱ형, H형 등으로 분류되며, 외형상 얼음과 비슷하지만 얼음과 다른 구조를 갖는다. 얼음은 0℃ 근처의 낮은 온도에서 2 차원 평면구조를 가지는데 반해, 물분자는 천연가스 하이드레이트가 적당한 압력으로 주어지면 3 차원 동공구조(cavity structure)를 형성한다(도 1 참조).
단일 동공의 크기는 구면체로 가정할 때 약 1 나노미터이고 단위격자 크기(unit cell size)는 약 2 나노미터이며, 이 동공의 내부에 천연가스가 들어가게 된다. 즉, 수소결합으로 연결된 물분자들은 '호스트(host)'가 되고 가스분자들은 '게스트(guest)'가 된다. 천연가스 하이드레이트의 일반식은 gas(H2O)n이며 여기서 n은 수화 번호(hydration number)로서 가스 분자의 크기에 따라 약 5 내지 8의 값을 갖게 된다. 비극성 가스 분자와 물 분자 사이에는 반데르발스 힘(van der waals force)이 작용한다.
일반적인 천연가스 하이드레이트의 제조 방법은 반응기 상단에 설치된 가스 노즐을 통해 공급된 고압의 냉각된 천연가스가 이보다 아래 설치된 노즐 또는 반응기 하단에 설치된 다공판을 통해 분사된 물과 접촉하여 천연가스 하이드레이트를 생성하는 버블링(bubbling) 방법이 대부분이며, 전체 반응이 발열반응이므로 반응 중 생성된 열을 제거하기 위하여 냉각시스템을 반응기 내에 설치하거나 외부에서 반응기의 온도를 낮추는 시스템을 갖추게 된다.
한편, 종래 천연가스 하이드레이트 화물을 이송하기 위한 방법으로는 고형의 얼음 상태인 천연가스 하이드레이트를 물리적으로 분쇄시켜 컨베이어 벨트로 수송하는 방법(이하 '제1 종래기술'이라 함)이나 열수를 직접 천연가스 하이드레이트에 분사하여 천연가스 하이드레이트를 해리하여 가스만 뽑아내는 방법(이하 '제2 종래기술'이라 함)이 사용되고 있다.
하지만 제1 종래기술의 경우 분쇄된 천연가스 하이드레이트를 단계별로 이송하기 위한 여러 컨베이어 벨트 장비가 필요하며(도 2), 천연가스 하이드레이트의 특성상 화물의 이송 도중 폭발의 위험에 노출되기 쉬운 문제가 있다. 그리고 제2 종래기술의 경우 열수와 천연가스 하이드레이트의 접촉 시 발생하는 거품에 의해서 작업시간이 경과할수록 해리 속도가 늦어지게 되므로 작업 중 발생하는 거품의 제거에 상당한 시설과 비용을 투자해야 하는 문제가 있다.
1. 천연가스 하이드레이트 연속 제조방법 및 제조장치(특허출원 제10-2003-0038187호)(도 7) 2. 컨테이너형 저장용기의 천연가스 하이드레이트 해리장치(특허출원 제10-2004-0070682호)(도 8) 3. 천연가스 하이드레이트로부터 메탄가스를 회수하는 방법(특허출원 제10-2006-0071835호)(도 9) 4. 천연가스 하이드레이트의 하역장치(특허출원 제10-2009-0106013호)(도 10) 5. 천연가스 하이드레이트의 재가스화 장치(특허출원 제10-2009-0077592호)(도 11) 6. 천연가스 하이드레이트 운송선(특허출원 제10-2009-0060953호)(도 12) 7. 천연가스 하이드레이트 연료 공급 시스템(특허출원 제10-2008-0124017호)(도 13)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 고형의 얼음 상태인 천연가스 하이드레이트를 이송할 때 발생하는 폭발의 위험에서 벗어나도록 하는 한편, 열수를 직접 분사하여 천연가스 하이드레이트를 해리할 때 문제가 되는 거품으로 인한 해리 속도의 저하를 방지할 수 있도록 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
천연가스 하이드레이트가 적재된 화물창에 설치되며, 내부에 주입된 열수에 의하여 온도가 상승된 상태에서 화물창 안을 자유 낙하로 하강하여 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르는 과정에서 천연가스 하이드레이트와 접촉하여 직접 열을 공급함으로써 천연가스 하이드레이트를 해리하는, 파이프라인;
상기 파이프라인에 연결되며, 상기 파이프라인 내부로 열수를 주입하는, 열수 주입 호스;
상기 파이프라인에 연결되며, 상기 파이프라인 내부에서 순환을 마친 열수를 외부로 배출하는, 열수 배출 호스 및;
화물창 위에 설치되며, 천연가스 하이드레이트가 모두 해리되고 난 뒤 화물창 아래에 위치하게 된 상기 파이프라인을 화물창 위로 다시 끌어올리는, 크레인;
을 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치를 제공한다.
또한 본 발명은,
천연가스 하이드레이트가 적재된 화물창 위에 위치한 파이프라인 내부에 열수를 주입 및 순환시켜 상기 파이프라인의 온도를 상승시키는 단계;
온도가 상승된 상기 파이프라인이 화물창 위에서부터 자유 낙하로 하강하여 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르면서 화물창 아래로 내려가는 단계;
상기 파이프라인이 천연가스 하이드레이트에 접촉하여 직접 열을 공급함으로써 천연가스 하이드레이트를 해리하는 단계 및;
천연가스 하이드레이트가 모두 해리되고 난 뒤 크레인에 의하여 상기 파이프라인이 화물창 위로 복귀하는 단계;
를 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 열수 주입에 의하여 뜨거워진 파이프라인과 천연가스 하이드레이트를 접촉시켜 천연가스 하이드레이트를 해리하므로 천연가스 하이드레이트를 해리하는 데 필요한 열량을 천연가스 하이드레이트에 직접적으로 전달할 수 있어 해리 과정에서 발생하는 열량 손실을 최소화할 수 있으며, 열수를 천연가스 하이드레이트에 직접 분사하지 않으므로 종래 천연가스 하이드레이트의 해리에 방해 요인으로 작용하던 거품의 발생을 차단할 수 있어 그만큼 해리 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 천연가스 하이드레이트의 해리 후 발생하는 물의 제거도 비교적 용이해진다.
도 1은 천연가스 하이드레이트의 구조를 설명하는 도면.
도 2는 종래 천연가스 하이드레이트 화물을 이송하기 위한 방법으로, 고형의 얼음 상태인 천연가스 하이드레이트를 물리적으로 분쇄시켜 컨베이어 벨트로 수송하는 방법을 보여주는 도면.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치의 구성 및 그 작동과정을 보여주는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 파이프라인의 격자 구조를 보여주는 도면.
도 7은 선행기술문헌으로서, 천연가스 하이드레이트 연속 제조방법 및 제조장치(특허출원 제10-2003-0038187호).
도 8은 선행기술문헌으로서, 컨테이너형 저장용기의 천연가스 하이드레이트 해리장치(특허출원 제10-2004-0070682호).
도 9는 선행기술문헌으로서, 천연가스 하이드레이트로부터 메탄가스를 회수하는 방법(특허출원 제10-2006-0071835호).
도 10은 선행기술문헌으로서, 천연가스 하이드레이트의 하역장치(특허출원 제10-2009-0106013호).
도 11은 선행기술문헌으로서, 천연가스 하이드레이트의 재가스화 장치(특허출원 제10-2009-0077592호).
도 12는 선행기술문헌으로서, 천연가스 하이드레이트 운송선(특허출원 제10-2009-0060953호).
도 13은 선행기술문헌으로서, 천연가스 하이드레이트 연료 공급 시스템(특허출원 제10-2008-0124017호).
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치의 구성 및 그 작동과정을 보여주는 도면이다. 그리고 도 6은 본 발명에 따른 파이프라인의 격자 구조를 보여주는 도면이다.
본 발명은 천연가스 하이드레이트의 물리적 분쇄 없이 가스만 뽑아낼 수 있으며, 천연가스 하이드레이트의 해리에 필요한 열량을 천연가스 하이드레이트에 직접 공급하되 그렇다고 하여 열수와 천연가스 하이드레이트의 직접적인 접촉은 피할 수 있도록 한, 천연가스 하이드레이트 전용 해리 장치 및 방법을 제공하고자 하는바, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상은 다음과 같다(도 3 내지 도 5 참조).
천연가스 하이드레이트가 적재된 화물창(1) 위에는 파이프라인(2)이 위치하고 있다(도 3). 파이프라인(2) 내부에 열수를 주입 및 순환시켜 파이프라인(2)의 온도를 상승시킨다. 온도가 상승된 파이프라인(2)이 화물창(1) 위에서부터 자유 낙하로 하강하여 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르면서 화물창(1) 아래로 내려간다(도 3, 도 4). 이 과정에서 파이프라인(2)이 천연가스 하이드레이트에 접촉하여 직접 열을 공급함으로써 천연가스 하이드레이트를 해리한다. 이 때 파이프라인(2) 내부로는 열수가 계속적으로 주입 및 순환된다. 이는 파이프라인(2)의 온도가 상승된 상태를 유지하기 위함이다. 파이프라인(2)은 천연가스 하이드레이트를 해리할 때는 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르면서 화물창(1) 아래로 내려가지만 천연가스 하이드레이트를 모두 해리하고 난 뒤(도 4)에는 화물창(1) 위에 설치된 크레인(5)에 의하여 원 상태, 즉 화물창(1) 위에 위치한 상태로 복귀한다(도 5).
이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 핵심적 구성인 파이프라인(2)에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
우선, 파이프라인(2)은 격자 구조를 가지며(도 6), 열전도율이 높은 금속 재질(예: 구리)을 사용한다. 이처럼 파이프라인(2)이 격자 구조를 갖게 되면 해리 과정에서 파이프라인(2)이 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르는 경우 천연가스 하이드레이트가 파이프라인(2)의 격자 사이사이에 고르게 분포하게 되고 이에 따라 접촉 표면적이 증가하게 되어 파이프라인(2)의 열이 천연가스 하이드레이트에 보다 신속히 골고루 전달될 수 있으며 이에 따라 해리 속도가 증가하게 되는 이점이 있다. 물론 이 경우 파이프라인(2)이 열전도율이 높은 금속 재질로 되어 있으므로 그 효과가 가중될 수 있다.
다음으로, 파이프라인(2) 내부로의 열수 주입과 배출은 파이프라인(2)에 연결된 유연성 재질의 호스(flexible hose)를 통하여 이루어진다. 이는 파이프라인(2)이 화물창(1)의 위에서 아래로 이동하는 과정에서 계속적으로 열수를 공급받아야 하므로 파이프라인(2)의 이동과 함께 호스도 이동하면서 열수를 공급할 수 있도록 하기 위함이다. 한편, 상기 호스는, 보다 구체적으로는, 열수 주입 호스(3)와 열수 배출 호스(4)로 구분되는바(도 4 및 도 6), 열수 주입 호스(3)는 파이프라인(2) 내부로 열수를 주입하는 호스이며, 열수 배출 호스(4)는 파이프라인(2) 내부에서 순환을 마친 열수를 외부로 배출하는 호스이다.
마지막으로, 상술한 바와 같이 파이프라인(2)은 격자 구조로 이루어져 있으므로 이 경우 격자 구조의 상부 공간으로 천연가스 하이드레이트 공급 장치(미도시)나 해리 가스 추출 장치(미도시)를 설치하여 시스템의 집적화를 도모할 수 있다. 이 경우 격자 구조의 특성상 상기 장치들은 보다 견고하고 안정적으로 설치될 수 있다. 한편, 천연가스 하이드레이트 공급 장치(미도시)는 해리 시작 전 또는 해리 과정에서 파이프라인(2) 아래의 화물창(1) 안으로 천연가스 하이드레이트를 공급하여 적재하는 작용을 하며, 해리 가스 추출 장치(미도시)는 해리 과정에서 천연가스 하이드레이트의 해리된 가스를 화물창(1)으로부터 뽑아내는 작용을 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 열수 주입에 의하여 뜨거워진 파이프라인(2)과 천연가스 하이드레이트를 접촉시켜 천연가스 하이드레이트를 해리하므로 천연가스 하이드레이트를 해리하는 데 필요한 열량을 천연가스 하이드레이트에 직접적으로 전달할 수 있어 해리 과정에서 발생하는 열량 손실을 최소화할 수 있으며, 열수를 천연가스 하이드레이트에 직접 분사하지 않으므로 종래 천연가스 하이드레이트의 해리에 방해 요인으로 작용하던 거품의 발생을 차단할 수 있어 그만큼 해리 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 천연가스 하이드레이트의 해리 후 발생하는 물의 제거도 비교적 용이해진다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 화물창 2 : 파이프라인
3 : 열수 주입 호스 4 : 열수 배출 호스
5 : 크레인

Claims (41)

  1. 천연가스 하이드레이트가 적재된 화물창(1)에 설치되며, 내부에 주입된 열수에 의하여 온도가 상승된 상태에서 화물창(1) 안을 자유 낙하로 하강하여 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르는 과정에서 천연가스 하이드레이트와 접촉하여 직접 열을 공급함으로써 천연가스 하이드레이트를 해리하는, 파이프라인(2);
    상기 파이프라인(2)에 연결되며, 상기 파이프라인(2) 내부로 열수를 주입하는, 열수 주입 호스(3);
    상기 파이프라인(2)에 연결되며, 상기 파이프라인(2) 내부에서 순환을 마친 열수를 외부로 배출하는, 열수 배출 호스(4) 및;
    화물창(1) 위에 설치되며, 천연가스 하이드레이트가 모두 해리되고 난 뒤 화물창(1) 아래에 위치하게 된 상기 파이프라인(2)을 화물창(1) 위로 다시 끌어올리는, 크레인(5);
    을 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 격자 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 구리 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 열수 주입 호스(3)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 열수 배출 호스(4)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  7. 천연가스 하이드레이트가 적재된 화물창(1)에 설치되고, 몸체가 격자 구조로 이루어져 있으며, 내부에 주입된 열수에 의하여 온도가 상승된 상태에서 화물창(1) 안을 자유 낙하로 하강하여 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르는 과정에서 천연가스 하이드레이트와 접촉하여 직접 열을 공급함으로써 천연가스 하이드레이트를 해리하는, 파이프라인(2);
    상기 파이프라인(2)에 연결되며, 상기 파이프라인(2) 내부로 열수를 주입하는, 열수 주입 호스(3);
    상기 파이프라인(2)에 연결되며, 상기 파이프라인(2) 내부에서 순환을 마친 열수를 외부로 배출하는, 열수 배출 호스(4);
    화물창(1) 위에 설치되며, 천연가스 하이드레이트가 모두 해리되고 난 뒤 화물창(1) 아래에 위치하게 된 상기 파이프라인(2)을 화물창(1) 위로 다시 끌어올리는, 크레인(5) 및;
    상기 파이프라인(2)의 격자 구조 상부 공간에 설치되며, 해리 시작 전 또는 해리 과정에서 상기 파이프라인(2) 아래의 화물창(1) 안으로 천연가스 하이드레이트를 공급하여 적재하는, 천연가스 하이드레이트 공급 장치(미도시);
    를 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 구리 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 열수 주입 호스(3)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 열수 배출 호스(4)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)의 격자 구조 상부 공간에 설치되며, 해리 과정에서 천연가스 하이드레이트의 해리된 가스를 화물창(1)으로부터 뽑아내는, 해리 가스 추출 장치(미도시);
    를 더욱 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  13. 천연가스 하이드레이트가 적재된 화물창(1)에 설치되고, 몸체가 격자 구조로 이루어져 있으며, 내부에 주입된 열수에 의하여 온도가 상승된 상태에서 화물창(1) 안을 자유 낙하로 하강하여 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르는 과정에서 천연가스 하이드레이트와 접촉하여 직접 열을 공급함으로써 천연가스 하이드레이트를 해리하는, 파이프라인(2);
    상기 파이프라인(2)에 연결되며, 상기 파이프라인(2) 내부로 열수를 주입하는, 열수 주입 호스(3);
    상기 파이프라인(2)에 연결되며, 상기 파이프라인(2) 내부에서 순환을 마친 열수를 외부로 배출하는, 열수 배출 호스(4);
    화물창(1) 위에 설치되며, 천연가스 하이드레이트가 모두 해리되고 난 뒤 화물창(1) 아래에 위치하게 된 상기 파이프라인(2)을 화물창(1) 위로 다시 끌어올리는, 크레인(5) 및;
    상기 파이프라인(2)의 격자 구조 상부 공간에 설치되며, 해리 과정에서 천연가스 하이드레이트의 해리된 가스를 화물창(1)으로부터 뽑아내는, 해리 가스 추출 장치(미도시);
    를 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 구리 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 열수 주입 호스(3)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  17. 제 13 항에 있어서,
    상기 열수 배출 호스(4)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)의 격자 구조 상부 공간에 설치되며, 해리 시작 전 또는 해리 과정에서 상기 파이프라인(2) 아래의 화물창(1) 안으로 천연가스 하이드레이트를 공급하여 적재하는, 천연가스 하이드레이트 공급 장치(미도시);
    를 더욱 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치.
  19. 천연가스 하이드레이트가 적재된 화물창(1) 위에 위치한 파이프라인(2) 내부에 열수를 주입 및 순환시켜 파이프라인(2)의 온도를 상승시키는 단계;
    온도가 상승된 상기 파이프라인(2)이 화물창(1) 위에서부터 자유 낙하로 하강하여 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르면서 화물창(1) 아래로 내려가는 단계;
    상기 파이프라인(2)이 천연가스 하이드레이트에 접촉하여 직접 열을 공급함으로써 천연가스 하이드레이트를 해리하는 단계 및;
    천연가스 하이드레이트가 모두 해리되고 난 뒤 크레인(5)에 의하여 상기 파이프라인(2)이 화물창(1) 위로 복귀하는 단계;
    를 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 격자 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 구리 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2) 내부로의 열수 주입과 배출은 상기 파이프라인(2)에 연결된 열수 주입 호스(3) 및 열수 배출 호스(4)를 통하여 이루어지는바, 이 경우 상기 열수 주입 호스(3)는 상기 파이프라인(2) 내부로 열수를 주입하며, 상기 열수 배출 호스(4)는 상기 파이프라인(2) 내부에서 순환을 마친 열수를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 열수 주입 호스(3)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  25. 제 23 항에 있어서,
    상기 열수 배출 호스(4)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  26. 천연가스 하이드레이트 공급 장치(미도시)가 파이프라인(2) 아래의 화물창(1) 안으로 천연가스 하이드레이트를 공급하여 적재하는 단계;
    화물창(1) 위에 위치한 상기 파이프라인(2) 내부에 열수를 주입 및 순환시켜 상기 파이프라인(2)의 온도를 상승시키는 단계;
    온도가 상승된 상기 파이프라인(2)이 화물창(1) 위에서부터 자유 낙하로 하강하여 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르면서 화물창(1) 아래로 내려가는 단계;
    상기 파이프라인(2)이 천연가스 하이드레이트에 접촉하여 직접 열을 공급함으로써 천연가스 하이드레이트를 해리하는 단계 및;
    천연가스 하이드레이트가 모두 해리되고 난 뒤 크레인(5)에 의하여 상기 파이프라인(2)이 화물창(1) 위로 복귀하는 단계;
    를 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 격자 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 구리 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  30. 제 26 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2) 내부로의 열수 주입과 배출은 상기 파이프라인(2)에 연결된 열수 주입 호스(3) 및 열수 배출 호스(4)를 통하여 이루어지는바, 이 경우 상기 열수 주입 호스(3)는 상기 파이프라인(2) 내부로 열수를 주입하며, 상기 열수 배출 호스(4)는 상기 파이프라인(2) 내부에서 순환을 마친 열수를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 열수 주입 호스(3)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 열수 배출 호스(4)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  33. 제 26 항에 있어서,
    해리 가스 추출 장치(미도시)가 해리 과정에서 천연가스 하이드레이트의 해리된 가스를 화물창(1)으로부터 뽑아내는 단계;
    를 더욱 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  34. 화물창(1) 위에 위치한 파이프라인(2) 내부에 열수를 주입 및 순환시켜 상기 파이프라인(2)의 온도를 상승시키는 단계;
    온도가 상승된 상기 파이프라인(2)이 화물창(1) 위에서부터 자유 낙하로 하강하여 자중에 의한 힘으로 천연가스 하이드레이트를 누르면서 화물창(1) 아래로 내려가는 단계;
    상기 파이프라인(2)이 천연가스 하이드레이트에 접촉하여 직접 열을 공급함으로써 천연가스 하이드레이트를 해리하는 단계;
    해리 가스 추출 장치(미도시)가 해리 과정에서 천연가스 하이드레이트의 해리된 가스를 화물창(1)으로부터 뽑아내는 단계 및;
    천연가스 하이드레이트가 모두 해리되고 난 뒤 크레인(5)에 의하여 상기 파이프라인(2)이 화물창(1) 위로 복귀하는 단계;
    를 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  35. 제 34 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 격자 구조를 갖는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  36. 제 34 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 열전도율이 높은 금속 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2)은 구리 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  38. 제 34 항에 있어서,
    상기 파이프라인(2) 내부로의 열수 주입과 배출은 상기 파이프라인(2)에 연결된 열수 주입 호스(3) 및 열수 배출 호스(4)를 통하여 이루어지는바, 이 경우 상기 열수 주입 호스(3)는 상기 파이프라인(2) 내부로 열수를 주입하며, 상기 열수 배출 호스(4)는 상기 파이프라인(2) 내부에서 순환을 마친 열수를 외부로 배출하는 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 열수 주입 호스(3)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  40. 제 38 항에 있어서,
    상기 열수 배출 호스(4)는 유연성 재질의 호스인 것을 특징으로 하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
  41. 제 34 항에 있어서,
    천연가스 하이드레이트 공급 장치(미도시)가 상기 파이프라인(2) 아래의 화물창(1) 안으로 천연가스 하이드레이트를 공급하여 적재하는 단계;
    를 더욱 포함하는, 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 방법.
KR1020130035893A 2013-04-02 2013-04-02 열수 주입 파이프라인을 이용한 천연가스 하이드레이트의 해리 장치 및 방법 KR20140120153A (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190134473A (ko) * 2018-05-24 2019-12-04 토와 가부시기가이샤 수지 성형 장치, 및 수지 성형품의 제조 방법
CN113586014A (zh) * 2021-07-27 2021-11-02 华南理工大学 一种基于热管技术的天然气水合物开采方法及装置
CN116928583A (zh) * 2023-07-19 2023-10-24 大连理工大学 一种能源固化装卸系统及方法

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