WO2007122693A1

WO2007122693A1 - ガスハイドレート冷却装置

Info

Publication number: WO2007122693A1
Application number: PCT/JP2006/307979
Authority: WO
Inventors: Yuichi Katoh; Toru Iwasaki; Kazuyuki Kusaka; Kiyoshi Horiguchi
Original assignee: Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd.
Priority date: 2006-04-14
Filing date: 2006-04-14
Publication date: 2007-11-01

Abstract

　外部に冷却ジャケットを有する横型の冷却器本体に該冷却器本体の軸心部を貫通する回転軸を設ける。この回転軸の長手方向に多数の掻取り攪拌翼を配置すると共に、該掻取り攪拌翼を、回転軸の半径方向に設けた脚体と、該脚体の先端に設けた回転軸と平行な掻取り攪拌翼体により構成する。更に、前記冷却器本体の一端にガスハイドレート導入口を設けると共に前記冷却器本体の他端にガスハイドレート排出口を設ける。更に、前記冷却ジャケットに冷媒液を供給して冷却器本体内のガスハイドレートを氷点下に冷却する。

Description

明細書

ガスハイドレート冷却装置

技術分野

[0001] 本発明は、水とハイドレート形成ガスとで生成されたパウダー状、或いはペレット状のガスハイドレートを所定の温度に冷却するガスハイドレート冷却装置に関する。背景技術

[0002] 水分子の作るクラスター（かご構造)の中に天然ガスの分子 (ゲスト）が取り込まれた包接水和物であるガスハイドレートは、水と天然ガスとを槽内に投入し、所定温度下、及び所定圧力下で攪拌して生成される。ガスノ、イドレートは、常温常圧の環境に置くと比較的早く分解してしまう。例えば、大気圧下で分解を完全に止めるには、マイナス 80°C程度にまで温度を下げなくてはならない。

[0003] しかし、本来であれば分解してしまう環境 (非平衡領域)でも、ある条件ではその分解が非常にゆっくりとなる現象が確認されている。これは自己保存効果と呼ばれ、ガスハイドレートでは、大気圧下マイナス 20°Cで、その効果が最も大きく現れる。従って、大気圧下でも分解が非常にゆっくりとなるように、生成されたガスハイドレートを冷却している。このような冷却は、従来、パウダー状のガスハイドレートをスクリューフィーダ一型冷却装置で除熱し、冷却していた（例えば、日本国特開 2003— 105362号公報参照。）。

[0004] し力しながら、このような冷却装置では、ガスハイドレートの攪拌が十分に行なわれないために冷却効率が高くないば力りでなぐパウダー状のガスハイドレートが冷却装置の内面やスクリューに付着する虞れがあった。他方、ペレット状のガスハイドレートの場合には、ペレット状のガスハイドレートが破損する虞れがあった。

発明の開示

[0005] 本発明は、上記の問題を解決すべく成されたもので、パウダー状、或いはペレット状のガスハイドレートを容易に冷却することを目的とする。

[0006] 請求項 1に記載のガスハイドレート冷却装置は、外部に冷却ジャケットを有する横型の冷却器本体に該冷却器本体の軸心部を貫通する回転軸を設け、該回転軸の長手方向に多数の搔取り攪拌翼を配置すると共に、該搔取り攪拌翼を、回転軸の半径方向に設けた脚体と、該脚体の先端に設けた回転軸と平行な搔取り攪拌翼体により構成し、かつ、前記冷却器本体の一端にガスハイドレート導入口を設けると共に前記冷却器本体の他端にガスハイドレート排出口を設け、更に、前記冷却ジャケットに冷媒液を供給して冷却器本体内のガスハイドレートを氷点下に冷却することを特徴としている。

[0007] このように、請求項 1に記載のガスハイドレート冷却装置は、前記回転軸の長手方向に多数の搔取り攪拌翼を配置すると共に、該搔取り攪拌翼を、回転軸の半径方向に設けた脚体と、該脚体の先端に設けた回転軸と平行な搔取り攪拌翼体により構成したので、搔取り攪拌翼によるガスハイドレートの攪拌を十分に行うことができる。その結果、搔取り攪拌翼や冷却器本体の内面にガスハイドレートが付着する恐れがなくなるとともに、ガスハイドレートを効率的に冷却することができる。従って、外部に冷却ジャケットを有する横型の冷却装置であっても冷却器本体内のガスハイドレートを氷点下に冷却することができる。

[0008] 請求項 2に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 1に記載の構成において、前記搔取り攪拌翼を、前記回転軸に該回転軸の回転方向に位相をずらして複数設けてなることを特徴としている。係る構成によれば、搔取り攪拌翼による攪拌効果が向上し、冷却効率をさらに高めることができる。

[0009] 請求項 3に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 1又は 2に記載の構成において、前記搔取り攪拌翼を、前記回転軸に嵌合させたボスに放射状に配置して搔取り攪拌ユニットとし、該搔取り攪拌ユニットを回転軸の軸心方向に複数個配置してなることを特徴としている。係る構成によれば、搔取り攪拌翼を搔取り攪拌ユニットとして組み立てることができる。また、不要な場合には、搔取り攪拌ユニット単位で取り外すことが出る。そのため、冷却器の製作や保守点検作業が容易になる。

[0010] 請求項 4に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の構成において、搔取り攪拌翼を構成する搔取り攪拌翼体にすくい面を設けてなることを特徴としている。係る構成によれば、冷却器本体内面に付着したガスハイドレートを容易に除去することができる。また、搔取り攪拌翼を回転させるための回転力を小さくすることもできため、消費動力を少なくできる。更に、ガスハイドレートの付着を抑制することができるため、冷却装置の連続運転が可能となる。更に、冷却ジャケット面での伝熱効果が向上する。

[0011] 請求項 5に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の構成において、搔取り攪拌翼を構成する搔取り攪拌翼体にスクレーバを設けてなることを特徴としている。係る構成によれば、冷却器本体の内面に付着したガスノ、イドレートを容易に除去することができる。また、搔取り攪拌翼を回転させるための回転力を小さくすることもでき、消費動力を少なくできる。更に、ガスハイドレートの付着を抑制することができるため、冷却装置の連続運転が可能となる。カロえて、冷却ジャケット面での伝熱効果が向上する。

[0012] 請求項 6に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 5に記載の構成において、スクレーバの外縁に刃部を設けてなることを特徴としている。係る構成によれば、冷却器本体の内面に付着したガスハイドレートを、より効果的に除去することができる。このため、消費電力を抑制することができる。

[0013] 請求項 7に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 5に記載の構成において、スクレーバの外縁に複数の切欠部を設けてなることを特徴として、る。係る構成によれば、切欠部の作用により冷却器本体の内面に付着したガスハイドレートを、より効果的に除去することができる。このため、消費電力を少なくする。

[0014] 請求項 8に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載の構成において、前記脚部の横断面を角型に形成すると共に、その一つを回転軸の回転方向に指向させるように構成してなることを特徴として、る。係る構成によれば、ガスハイドレートが脚体に付着し難くなるば力りでなぐ脚体がガスハイドレートを切り裂いて回転するため、脚体の回転力を小さくすることができる。すなわち、消費電力を少なくできる。

[0015] 請求項 9に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 1に記載の構成において、前記回転軸及び前記搔取り攪拌翼を中空状に形成し、前記回転軸及び搔取り攪拌翼内に冷媒液を供給するように構成してなることを特徴としている。係る構成によれば、冷却器本体の内部力ガスハイドレートを冷却することができる。このため、ガスハイドレートの冷却効率をさらに高めることができる。

[0016] 請求項 10に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 1に記載の構成において、前記冷却器本体のガスハイドレート排出口の上方に覼き窓を設けてなることを特徴としている。係る構成によれば、冷却器本体内のガスハイドレートの状態を目視することができる。そのため、冷却装置の運転状態を容易に確認することができる。

[0017] 請求項 11に記載のガスハイドレート冷却装置は、水とハイドレート形成ガスとで生成されたペレット状のガスハイドレートを所定の温度に冷却するガスハイドレート冷却装置であって、前記所定の温度に冷却された冷媒液を供給する冷媒液供給ラインが繋がる冷媒液供給口と、ペレット状の前記ガスハイドレートが供給されるガスハイドレート供給口と、供給された前記ガスハイドレートが排出されるガスハイドレート排出口とを有する冷却槽を備えることを特徴として、る。

[0018] 上記のように、請求項 11に記載のガスハイドレート冷却装置は、所定の温度に冷却された冷媒液が冷媒液供給ロカゝら冷却槽に供給される。また、水とハイドレート形成ガスとで生成されたペレット状のガスハイドレートも冷却槽のガスノ、イドレート供給口力供給される。供給されたガスハイドレートは、ガスハイドレート排出ロカ排出される間に冷媒液に浸され、所定の温度となって排出される。このようにペレット状のガスハイドレートが冷媒液に直接接触して冷却されるので、容易に、かつ、効率良く短時間で冷却される。

[0019] 請求項 12に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 11に記載の構成において、前記ガスハイドレートが、前記ガスハイドレート供給ロカ供給されて前記ガスハイドレート排出ロカ排出される間の前記冷媒液に滞留する滞留時間を調整手段で調整し、該ガスハイドレートの冷却温度を調整することを特徴として、る。

[0020] このように、請求項 12に記載のガスハイドレート冷却装置は、ガスハイドレート供給ロカも供給されたガスノ、イドレートがガスハイドレート排出ロカも排出される間の冷媒液に滞留する滞留時間を調整手段で調整し、ガスハイドレートの冷却温度を調整している。したがって、例えば、冷却槽に供給する冷媒液の温度調整等を厳密に行わなくても、ガスハイドレートの冷却温度を容易に所定の温度に調整できる。

[0021] 請求項 13に記載のガスハイドレートの冷却装置は、請求項 12に記載の構成において、前記ガスハイドレート供給口は前記冷却槽の上部に設けられ、前記ガスハイドレート排出ロは該冷却槽の下部に設けられ、前記調整手段は、前記冷媒槽内の前記冷媒液の液面を調整する液面調整手段であることを特徴としている。

[0022] このように、請求項 13に記載のガスハイドレートの冷却装置は、ガスハイドレートが冷却槽の上部のガスハイドレート供給口から供給され、冷却槽の下部のガスハイドレート排出ロカ排出される。また、ガスハイドレートが冷媒液に滞留する滞留時間は冷媒液の液面の高さによる。つまり、冷媒液の液面が高いと滞留時聞が長くなり、液面が低いと滞留時間が短くなる。

[0023] よって、液面調整手段が、冷媒槽内の冷媒液の液面を調整することで、滞留時間を調整し、ガスハイドレートの冷却温度を調整している。したがって、ガスハイドレートの冷却温度を容易に所定の温度に調整できる。

[0024] 請求項 14に記載のガスハイドレート冷却装置は、請求項 11から請求項 13のいずれカ 1項に記載の構成において、上方から平面視すると前記ガスハイドレート排出口を覆い、下方に開いた傘状の傘部材が、前記冷却槽の内部に配設されていることを特徴としている。

[0025] このように、請求項 14に記載のガスハイドレート冷却装置は、下方に開いた傘状の部材が、上方から平面視すると、ガスハイドレート排出口を覆っている。よって、ガスハイドレート排出口に力かるガスノ、イドレートの上方からの圧力が軽減する。したがつて、ガスハイドレート排出ロカもガスハイドレートがスムーズに排出する。

図面の簡単な説明

[0026] [図 1]本発明の第 1の実施形態に係るガスハイドレート冷却装置の断面図である。

[図 2]搔取り攪拌翼の正面図である。

[0027] [図 3]図 2の A— A矢視図である。

[図 4]回転軸の他の実施形態の斜視図である。

[0028] [図 5]搔取り攪拌翼の他の実施形態の側面図である。

[図 6]図 3の B— B断面図である。

[0029] [図 7]搔取り攪拌翼体の側面図である。

[図 8]搔取り攪拌翼体の他の実施形態の側面図である。 [0030] [図 9]搔取り攪拌翼体のさらに他の実施形態の側面図である。

[図 10]スクレーバの説明図である。

[0031] [図 11]スクレーバの他の実施形態の説明図である。

[図 12]搔取り攪拌翼ユニットの正面図である。

[0032] [図 13]図 12の C一 C矢視図である。

[図 14]本発明の第 2の実施形態に力かるガスノ、イドレート冷却装置の概要図である。

[0033] [図 15]本発明の第 3の実施形態に力かるガスノ、イドレート冷却装置の概要図である。

発明を実施するための最良の形態

[0034] 先ず、本発明の第 1の実施形態のガスノ、イドレート冷却装置について説明する。

図 1において、 1はガスハイドレート冷却装置である。この冷却装置 1は、冷媒液 Eが通過する冷却ジャケット 2を外部に有する中空状の横型の冷却器本体 3と、この冷却器本体 3の軸心部を貫通する回転軸 4とを備えている。この回転軸 4は、図 1に示すように、その長手方向に複数の搔取り攪拌翼 5を設けている。

[0035] 搔取り攪拌翼 5は、図 2に示すように、門型に形成されている。すなわち、搔取り攪拌翼 5は、回転軸 4の半径方向に設けた 2本の脚体 6と、この 2本の脚体 6の先端に架橋させた搔取り攪拌翼体 7により形成されている。この搔取り攪拌翼体 7は、冷却器本体 3の内面に沿うとともに回転軸 4と平行に設けられている。再度、図 1に戻って説明すると、冷却器本体 3は、その一端に冷却前のガスハイドレート blを導入するガスハイドレート導入口 8を有し、他の一端に冷却されたガスハイドレート b2を排出するガスハイドレート排出口 9を有して!/、る。

[0036] 上記のように、搔取り攪拌翼 5は、回転軸 4の軸心方向に間隔を有するように取り付けられた 2本の脚体 6の先端に搔取り攪拌翼体 7を取り付けた門型に形成されている。この搔取り攪拌翼 5は、図 3に示すように、回転軸 4の回転方向に対して 2枚一組が同一平面内に位置するように取り付けられている。更に、回転軸 4の長手方向に対しては、図 1に示すように、隣接する搔取り攪拌翼 5が 90° ずつ位相がずれるように取り付けられている。

[0037] この搔取り攪拌翼 5の配置及び個数は、適宜、選択することができる。更に、この搔取り攪拌翼 ₅は、本体 3の内面 3a (図 2参照）に付着したガスハイドレート（図示せず）を搔き落とす機能と、底部のガスハイドレート (図示せず)を搔き揚げて攪拌する機能とを備えている。

[0038] 冷却器本体 3は、高圧に耐えるように耐圧容器となっている。この冷却器本体 3の内部においては、図 1に示すように、電動モーター 10Aによって回転される回転軸 4に移送スクリュー 11と、払い出し翼 12Aと、傾斜板 13と、堰き 14Aとがこの順に設けられている。堰き 14Aは、固定部 15と可動部 16Aにより形成されている。

[0039] 可動部 16Aは、回転軸 4をまたいでおり、その上部に設置したスクリュー軸 17を回転させることによって、任意に高さ調整ができるようになつている。つまり、スクリュー軸 17は、その上端が冷却器本体 3に取り付けた雌ねじ部 18Aに螺合されて、るため、スクリュー軸 17の回転によって可動部 16Aの高さを任意に調節できるのである。

[0040] 続、て、このガスハイドレート冷却装置の作用につ、て説明する。図示しな、ガスハイドレート生成装置にて、例えば、温度 0°C〜5°C、圧力 2. OMPa〜10. OMPaの条件下で生成されたガスハイドレートは、図示しない脱水塔によって脱水された後（含水率約 50%)、冷却のために冷却装置 1に供給される。

[0041] ガスハイドレート導入口 8を経て冷却器本体 3内に導入されたガスハイドレート blは、ガスハイドレート導入口 8の直下に位置して、る移送スクリュー 11によって搔取り攪拌翼 5の方に移送される。そして、搔取り攪拌翼 5によって十分に攪拌される。

[0042] 冷却装置 1の外部ジャケット 2には、図示しない冷媒冷却装置によって— 35°C〜― 20°C程度に冷却された冷媒液 Eが冷媒供給ライン L1を経て供給され、冷却器本体 3内で攪拌翼 5によって攪拌されているガスハイドレート blを氷点下、例えば、 - 20 °C程度に冷却する。ガスハイドレートを冷却後の冷媒液 Eは、冷媒排出ライン L2から冷媒冷却装置に戻される。

[0043] 冷却器本体 3内で、氷点下、例えば、— 20°C程度に冷却されたガスハイドレート b2 は、払い出し翼 12Aによってガスハイドレート排出口 9から排出される。冷却器 1から排出されたガスハイドレート b2は、図示しない脱圧装置によって所定圧、例えば、大気圧まで脱圧された後、貯槽ゃ輸送用容器内に貯蔵される。

[0044] 上記のように、冷却器本体 3に導入されたガスハイドレート blは、脚体 6と搔取り攪拌翼体 7とよりなる門型の搔取り攪拌翼 5によって攪拌されながら冷却されるため、冷却効率を高めることができる。し力も、搔取り攪拌翼体 7や冷却器本体内面 3aへのガスハイドレート blの付着や堆積を防止することができる。

[0045] 図 4は、回転軸 4を中空軸としたものである。回転軸 4を中空軸とすることによって冷媒液 Eを流すことができるため、冷却効果をさらに高めることができる。なお、符号 19 はスクレーバを示している。搔取り攪拌翼 5を構成する脚体 6は、 2本に限られるものではなぐ所望により、図 5に示すように、 1本または 3本以上の複数としてもよい。

[0046] また、脚体 6は、図 6に示すように、中空の三角柱よりなり、その一つの突状部 S1が脚体 6の回転方向 dに向くように回転軸 4に取り付けられている。このように構成すれば、脚体 6には、必要に応じて冷媒液 Eの一部を流してガスハイドレート blを冷却することができる。また、この三角形の突状部 S1によってガスノ、イドレート blを切り裂くようにして回転するため、電動モーター 10Aの消費電力を軽減することができる。その上、ガスハイドレート blの付着も防止することができる。この脚体 6の突状部 S1の角度 0 1は、 45° 〜120° が好ましい。ここで、 0 1力 5° 未満の場合には、脚体 6 の強度が低くなる。 θ 1が 120° を超える場合には、ガスハイドレートの切裂力が低くなる。

[0047] 一方、脚体 6の先端に取り付けた搔取り攪拌翼体 7は、図 7に示すように、側面視三角形の部材により形成され、その突端 S2が脚体 6の回転方向 dに向けられている。この搔取り攪拌翼体 7は、回転方向前面に傾斜したすくい面 7aを有しており、そのすくい角 0 2は、鉛直面 Y"に対して 30° 〜60° となっている。すくい角 Θ 2が 30° 未満の場合には、搔取り攪拌翼体 7の強度が低くなる。すくい角 Θ 2が 60° を超える場合には、ガスハイドレートの搔取り力が低下する。

[0048] また、搔取り攪拌翼体 7と鉛直面 Y"との角 Θ 3は、 90° 以上、つまり、 90° 〜130 ° とする。 0 3が 90° 未満の場合には、ガスハイドレートの搔取り力が低下する。 Θ 3 力 S130° を超えると、搔取り攪拌翼体 7に対する応力が高くなる。

[0049] また、搔取り攪拌翼体 7の突端 S2と冷却器本体 3の内面 3aとのクリアランスは、冷却器 1の規模にもよる力 2〜20mm程度が好ましい。クリアランスが 2mm未満の場合は、回転軸の径を太くする必要がある。クリアランスが 20mmを超える場合には、ガスハイドレートの付着厚さが厚くなり、冷却装置の熱効率が悪化する。更に、搔取り攪拌翼体 7の背面板 7bは、後方に傾斜させることが好ましい。この場合、搔取り攪拌翼体 7の後側（背面側）に生じる負圧によって巻き込まれたガスハイドレート blが、冷却器本体 3の内面 3aに押圧されるのを防ぐことが可能となるからである。

[0050] 更に、搔取り攪拌翼 5の搔取り攪拌翼体 7には、図 8に示すように、スクレーバ 19を取り付けることができる。すなわち、搔取り攪拌翼体 7の下部すくい面 7aにスクレーバ 19が押さえ板 20Aとボルト 21とによって取り付けられている。スクレーバ 19に設けたボルト孔（図示せず）は、長孔とされ、スクレーバ 19の外縁 19aと冷却器本体内面 3a との間隔 hが必要に応じて調整可能になつて、る。

[0051] このように搔取り攪拌翼体 7にスクレーバ 19を取り付けると、冷却器本体内面 3aにガスハイドレート b 1が強固に付着したとしても、このスクレーバ 19によって容易に搔き落とすことができる。このスクレーバ 19の外縁には、図 9に示すように、刃部 22Aを設けることもできる。その上、その背面側に傾斜角 αを有する傾斜面を設けると、ガスハイドレート blの付着を防止することができる。

[0052] また、図 10に示すように、スクレーバ 19の外縁 19aに複数の V型の切欠部 23を設けることもできる。この場合、スクレーバ 19は、複数のブロックに分かれるため、冷却器本体内面 3aに付着したガスハイドレート blをより簡単に搔き落とすことができる。なお、この V型の切欠部 23は、鋸歯状にしてもよい。

[0053] 図 11は、回転軸 4に対称に設けた上下一対のスクレーバ 19に、それぞれ、 V型の切欠部 23を設けるとともに、その位相を回転軸 4の軸心方向に所定長さ Lだけずらし、互いに重複しないようにしたものである。この場合は、一方のスクレーバ 19で除去されずに残った冷却器本体内面 3aのガスハイドレート blを他の一方のスクレーバ 19で除去することができる。

[0054] 搔取り攪拌翼 5は、例えば、図 12および図 13に示すように、搔取り攪拌ユニット 24 Aとしてもよい。すなわち、この搔取り攪拌ユニット 24Aは、回転軸 4に嵌め込み可能な所定長の管体 (ボス） 25の一端に複数の切欠部 26Aを設けるとともに、他端に突起 27を設け、その外面に二つの搔取り攪拌翼 5を上下対称に取り付けたものである。

[0055] この搔取り攪拌ユニット 24Aを用いる時は、突起 27が隣接する他の搔取り攪拌ュ- ット 24Aの切欠部 26Aに嵌合するように、複数の搔取り攪拌ユニット 24Aを回転軸 4 に挿入して固定する。このようにすれば、搔取り攪拌ユニット 24Aを工場で容易に製作することができるば力りでなぐ組み立てや解体が簡単になるため、製作や保守点検作業などが容易になる。なお、搔取り攪拌ユニット 24Aは、切欠部 26Aを設けず図示しな、キーで固定することもできる。

[0056] もちろん、本発明によるガスハイドレートの冷却器構造にぉヽて、搔取り攪拌翼 5などにポリテトラフルォロエチレンコーティングを施すことにより、ガスノ、イドレート blの付着をより一層防止することができる。また、ガスハイドレート排出口 9の上部に覼き窓 2 8Aを設けてもよい。このように構成すれば、冷却器本体 3内のガスハイドレート blの冷却状態を目視することができる。

[0057] 次に、本発明の第 2の実施形態のガスハイドレート冷却装置について説明する。それにあたり、ペレット状のガスハイドレート Pの生成方法について、その一例を簡単に示す。まず、メタンを主成分とする天然ガスと水とを槽内に投入し、所定温度下、及び所定圧力下で攪拌すると、水と天然ガスとからなるスラリー (懸濁液)状のガスハイドレートが生成する。

[0058] 次に、これを脱水し、パウダー状のガスハイドレートとした後、ペレット成形することでペレット状のガスハイドレート Pを得ることができる。

[0059] 通常、ペレット状に生成されたガスハイドレート Pは、その生成条件のため、 0°C以上であるので、大気圧下でも自己保存効果により、ゆっくりと分解する。そこで、図 14 に示すガスハイドレート冷却装置 10で、ペレット状のガスハイドレートを約マイナス 5 °C〜約マイナス 30°Cに冷却する。

[0060] 図 14に示すように、ガスハイドレート冷却装置 10は、冷却槽 12を備えている。冷却槽 12の上部には、冷却前のペレット状のガスハイドレート Pが供給されるガスノ、ィドレート供給口 14を備えている。冷却槽 12の底面部 12Bは、下方が頂点となる円錐形をしている。底面部 12Bの円錐の頂点部には、冷却されたガスハイドレート Pが排出されるガスハイドレート排出口 22が設けられている。ガスハイドレート排出口 22には排出装置として、例えば、ロータリーバルブ（図示略）が取り付けられ、一定量のガスハイドレート Pを排出可能となっている。なお、ガスハイドレート供給口 14とガスノ、ィドレート排出口 22とは、同じ垂直線上に位置する。また、図 14では説明を判りやすくする為、冷却槽 12の内部に堆積しているガスハイドレート Pは、上部と下部のみ図示している。

[0061] 冷却槽 12の内部の上部には、冷媒液 Eを噴霧するスプレーノズル 16が備えられてる。スプレーノズル 16は、左右に移動可能となっている。（図中の点線で描いたスプレーノズル 16と矢印 Xを参照。；)。

[0062] 冷却槽 12の内部の下方には、冷媒液排出部材 18が配設されている。冷媒液排出部材 18の先端部には、スリット状の孔が形成されているスクリーン 20が取り付けられている。そして、このスクリーン 20のスリット状の孔カも冷媒液 Eを冷媒液排出部材 18 に回収する。なお、スリット状の孔は非常に小さいので、ペレット状のガスハイドレート Pが小片やパウダー状となっても、ガスハイドレート Pは取り込まれず冷媒液 Eだけが取り込まれる。

[0063] 冷媒液排出部材 18は冷却槽 12外に延出し、循環ライン 50と繋がっている。循環ライン 50は、冷却槽 12から排出されるガスハイドレート Pの温度によって冷却槽 12の内部から押し出される冷媒液 Eの流量を自動的に調整する調節弁 24を介して、冷媒液タンク 26に繋がっている。更に、冷媒液タンク 26から、循環ポンプ 28と冷媒液を— 3 0°Cに冷却する冷却装置 30とを介して、前述した冷却槽 12の上部に設けられたスプレーノズル 16に繋がっている。

[0064] 冷媒液タンク 26力も循環ポンプ 28によって送られ、スプレーノズル 16から噴出する冷媒液量は一定である。よって、温度調節弁 24で冷媒液タンク 26に送る冷媒液量を調整することで、冷却槽 12の冷媒液 Eの液面 Yを調整可能となって、る。

[0065] つまり、温度調節弁 24が冷媒液タンク 26に送る量を多くすると、冷却槽 12の冷媒液 Eの液面 Yが下がる。温度調節弁 24が冷媒液タンク 26に送る量を少なくすると、冷却槽 12の冷媒液 Eの液面 Yが上がる。

[0066] ペレット状のガスハイドレート Pは、ガスハイドレート供給口 14から供給され、ガスハイドレート排出口 22から排出される間に冷媒液 Eに浸され冷却する。よって、冷却槽 12の冷媒液 Eの液面 Yを上下させることで、冷媒液 E中に滞留する滞留時間を調整することにより、排出されるガスハイドレート Pの冷却温度を制御できる。すなわち、温度調節弁 24で液面 Yを調整することで、排出されるガスハイドレート Pの温度を所定の冷却温度、本実施形態では 5°Cから 30°Cの間に調整できる。

[0067] 循環ライン 50の冷却装置 30の下流側には、分岐弁 32が設けられ、分岐弁 32から分岐ライン 60が繋がっている。分岐ライン 60は、噴出用ポンプ 34を介して、冷却槽 1 2の底面部 12Aに設けられた噴出ノズル 36に繋がっている。噴出ノズル 36はガスハイドレート排出口 22の近傍に設けられ、斜め上方に開口している。よって、分岐弁 32 力も分岐ライン 60に分岐した冷媒液 Eが噴出用ポンプ 34によって加圧され、噴出ノズル 36から斜め上方に向かって噴出する。このため、ガスハイドレート排出口 22の近傍のガスハイドレート Pが攪拌されるとともに、冷媒液 Eの濃度が上昇する。よって、ガスハイドレート排出口 22からガスハイドレート Pの排出がスムーズになる。

[0068] また、冷却槽 12の内部には、冷媒液排出部材 18の先端部のスクリーン 20とガスハイドレート排出口 22との上方に、下方に開いた傘状の傘部材 42が配設されている。よって、矢印 Zで示すようにガスノ、イドレート Pが流れるので、冷媒液排出部材 18のスクリーン 20とガスハイドレート排出口 22とにかかるガスハイドレート Pの圧力が減少する。したがって、スクリーン 20とガスハイドレート排出口 22とにガスハイドレート Pが詰まらないので、ガスハイドレート排出口 22からガスハイドレート Pがスムーズに排出される。

[0069] ガスハイドレート排出口 22から排出したガスハイドレート Pのペレットスラリーは、排出ライン 70によって、温度測定装置 40で温度測定された後、分離槽 38に送られ、冷媒液 Eが分離される。なお、冷媒液 Eとしては、コストが安く安全なものが良ぐ更に以下の'性質のものが望まし、。

[0070] 冷却槽 12の中で冷媒液 Eにガスハイドレート Pが浮かないように、冷媒液 Eの比重はガスハイドレート Pより小さいものである必要がある。ただし、冷媒液 Eとガスハイドレート Pとの比重の差が大き、と、冷媒液 Eとペレット状のガスハイドレート Pとがスラリー (懸濁液)状になりにくいので、冷媒液 Eの比重はガスハイドレート Pに近いものが好ましい。

[0071] また、蒸気圧が低く蒸発しにくぐ—30°Cに冷却するので凝固点が低いものが良い。更に、熱容量が大きいほうが冷却効率は良いので、比熱が大きなものが望ましい。更に、ガスハイドレート Pは包接水和物水であるので、冷媒液 Eは、水となじまない、水に溶けな、、更に水と反応しな、ものである必要がある。

[0072] また、冷却後に分離槽 38で、ガスハイドレート Pから冷媒液 Eを容易に分離できるように、ガスハイドレート Pの表面、及び表面の小さな孔への付着量が少ないものが良い。以上の性質を持つものとしては、具体的には、へキサン、ヘプタンなどがある。

[0073] 次に、本実施形態の作用について説明する。

図 14に示すように、ガスハイドレート供給口 14力も供給されたペレット状のガスハイドレート Pが落下して堆積し、そして、ガスハイドレート排出口 22から排出される。スプレーノズル 16を左右に移動しながら、— 30°Cの冷媒液 Eをガスハイドレート Pに噴霧してガスハイドレート Pを冷却すると共に、ガスハイドレート供給口 14から供給されたガスハイドレート Pがガスノ、イドレート排出口 22から排出される間に冷媒液 Eに浸されることで、ペレット状のガスハイドレート Pを冷却している。つまり、ペレット状のガスハイドレート Pに冷媒液 Eを直接接触させることで、短時間に効率良ぐ冷却している。

[0074] また、温度調節弁 24によって、冷却槽 12の冷媒液 Eの液面 Yを上下させることで、ガスハイドレート Pが冷媒液 E中に滞留する滞留時間を調整し、排出されるガスハイドレート Pの温度を— 5°Cから— 30°Cの間となるように調整できる。したがって、例えば、冷却槽 12に供給する冷媒液 E自体の温度調整等を厳密に行わなくても、ガスハイドレート Pの冷却温度を容易に所定の温度に調整できる。

[0075] なお、温度調節弁 24は、温度測定装置 40で測定される。ガスハイドレート排出口 2 2から排出したガスノ、イドレート Pのペレットスラリーの温度に基づいて流量を調製している。つまり、ガスハイドレート排出口 22から排出したガスハイドレート Pのべレットスラリーの温度を低くする場合は温度調節弁 24は流量を下げ冷却槽 12の冷媒液 Eの液面 Yを上げ、温度を高くする場合は流量を上げ液面 Yを下げる。

[0076] 次に、本発明の第 3の実施形態のガスハイドレート冷却装置について説明する。なお、第 2の実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、重複した説明は省略する

[0077] 図 15に示すように、ガスハイドレート冷却装置 110は、循環ライン 50にペレット状のガスハイドレート Pを供給するガスノ、イドレート供給部 114が設けられている。また、スプレーノズル 16 (図 14参照）とガスハイドレート供給口 14 (図 14参照）はなぐ替わりにペレットスラリー供給口 180が設けられている。そして、ペレットスラリー供給口 180 から、ガスハイドレート Pと冷媒液 Eとのスラリーが冷却槽 112に供給される。

つぎに、本実施形態の作用について説明する。循環ライン 50にペレット状のガスハイドレート Pを供給するガスハイドレート供給部 114を設けたので、冷却槽 112の上部力もガスハイドレートのみを供給する場合と比較し、低、位置でガスノ、イドレート Pが供給可能であるので、ガスハイドレート冷却装置 110の上流側の機器の設置位置を低くでさる。

Claims

請求の範囲

[1] 外部に冷却ジャケットを有する横型の冷却器本体に該冷却器本体の軸心部を貫通する回転軸を設け、該回転軸の長手方向に多数の搔取り攪拌翼を配置すると共に、該搔取り攪拌翼を、回転軸の半径方向に設けた脚体と、該脚体の先端に設けた回転軸と平行な搔取り攪拌翼体により構成し、かつ、前記冷却器本体の一端にガスハイドレート導入口を設けると共に前記冷却器本体の他端にガスハイドレート排出口を設け、更に、前記冷却ジャケットに冷媒液を供給して冷却器本体内のガスハイドレートを氷点下に冷却することを特徴とするガスノ、イドレート冷却装置。

[2] 前記搔取り攪拌翼を、前記回転軸に該回転軸の回転方向に位相をずらして複数設けてなる請求項 1記載のガスハイドレート冷却装置。

[3] 前記搔取り攪拌翼を、前記回転軸に嵌合させたボスに放射状に配置して搔取り攪拌ユニットとし、該搔取り攪拌ユニットを回転軸の軸心方向に複数個配置してなる請求項 1又は 2に記載のガスハイドレート冷却装置。

[4] 搔取り攪拌翼を構成する搔取り攪拌翼体にすくい面を設けてなる請求項 1乃至 3のいずれか 1項に記載のガスハイドレート冷却装置。

[5] 搔取り攪拌翼を構成する搔取り攪拌翼体にスクレーバを設けてなる請求項 1乃至 3 のいずれか 1項に記載のガスハイドレート冷却装置。

[6] スクレーバの外縁に刃部を設けてなる請求項 5記載のガスハイドレート冷却装置。

[7] スクレーバの外縁に複数の切欠部を設けてなる請求項 5記載のガスハイドレート冷却装置。

[8] 前記脚部の横断面を角型に形成すると共に、その一つを回転軸の回転方向に指向させるように構成してなる請求項 1乃至 3のいずれ力 1項に記載のガスハイドレート冷却装置。

[9] 前記回転軸及び前記搔取り攪拌翼を中空状に形成し、前記回転軸及び搔取り攪拌翼内に冷媒液を供給するように構成してなる請求項 1に記載のガスハイドレート冷却装置。

[10] 前記冷却器本体のガスハイドレート排出口の上方に覼き窓を設けてなる請求項 1記載のガスハイドレート冷却装置。

[11] 水とハイドレート形成ガスとで生成されたペレット状のガスハイドレートを所定の温度に冷却するガスハイドレート冷却装置であって、前記所定の温度に冷却された冷媒液を供給する冷媒液供給ラインが繋がる冷媒液供給口と、ペレット状の前記ガスハイドレートが供給されるガスハイドレート供給口と、供給された前記ガスハイドレートが排出されるガスハイドレート排出口とを有する冷却槽を備えることを特徴とするガスハイドレート冷却装置。

[12] 前記ガスハイドレートが、前記ガスハイドレート供給口力供給されて前記ガスハイドレート排出ロカ排出される間の前記冷媒液に滞留する滞留時間を調整手段で調整し、該ガスハイドレートの冷却温度を調整することを特徴とする請求項 11記載のガスハイドレート冷却装置。

[13] 前記ガスハイドレート供給口は前記冷却槽の上部に設けられ、前記ガスハイドレート排出ロは該冷却槽の下部に設けられ、前記調整手段は、前記冷媒槽内の前記冷媒液の液面を調整する液面調整手段であることを特徴とする請求項 12記載のガスハイドレート冷却装置。

[14] 上方から平面視すると、前記ガスハイドレート排出口を覆い、下方に開いた傘状の傘部材が、前記冷却槽の内部に配設されていることを特徴とする請求項 11から請求項 13のいずれ力 1項に記載のガスハイドレート冷却装置。