(57)【要約】  冬期になって外気の温度が低下しても配管や計器などに結露が生じないばかりでなく、ハイドレートを熱分解させる熱源が近傍にない場合でも支障のないガスハイドレート再ガス化方法。  容器１内に格子状の支持板１２を設けて容器１内を上下に二分すると共に、格子状の支持板１２の下方に設けた水噴射ノズル１３から格子状の支持板１２上のガスハイドレートに向けて水ｗを噴射してガスハイドレートを再ガス化する。前記容器１とアキュムレータ３とを接続する配管２１に圧力調整弁２を設け、該圧力調整弁２によって前記容器１内を許容露点に対応する圧力に維持すると共に、前記水噴射ノズル１３に供給する水ｗを大気を熱源とするヒートポンプ５によって昇温する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内に格子状の仕切板を設けて前記容器内を上下に二分すると共に、前記仕切板の下方に設けた水噴射ノズルから前記仕切板上の固形状のガスハイドレートに向けて水を噴射させて前記ガスハイドレートを再ガス化させるガスハイドレート再ガス化方法において、前記容器とアキュムレータとを接続する配管に圧力調整弁を設け、該圧力調整弁によって前記容器内を許容露点に対応する圧力に維持すると共に、前記水噴射ノズルに供給する水を大気を熱源とするヒートポンプによって昇温させることを特徴とするガスハイドレート再ガス化方法。
【請求項２】
許容露点が−１０℃で、かつ、雰囲気が大気圧の場合、圧力調整弁の設定圧を０．５ＭＰａに設定することを特徴とする請求項１記載のガスハイドレート再ガス化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスハイドレートを再ガス化するガスハイドレート再ガス化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスハイドレート、特に、天然ガスハイドレートを輸送する場合、従来は、スラリー状、或いは粉体状の天然ガスハイドレートを船舶やローリ車に設けた密閉タンクに積み替えて輸送していた。そして、天然ガスハイドレートを再ガス化する際には、天然ガスハイドレートを加熱して、タンク内に発生した天然ガスをパイプラインで消費地に供給したり、あるいは貯蔵タンクに貯蔵していた。【０００３】
しかし、上記のような輸送方法では、天然ガスハイドレートを輸送し易いスラリー状、或いは粉体状に加工しなければならないので、加工中に再ガス化するエネルギーロスが予想される。また、天然ガスハイドレートをタンクに積み替える際に、天然ガスハイドレートが大気中に曝露される場合があるので、そこでガス化してエネルギーロスが発生する。【０００４】
このような問題を解消するため、輸送容器内に水を収容し、その水を冷却すると共に輸送容器に天然ガスを吹き込んで天然ガスハイドレートを生成し、その輸送容器を消費地まで輸送した後、その輸送容器を加熱して天然ガスハイドレートを再ガス化する天然ガスハイドレート輸送方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。【０００５】
この方法は、エネルギーロスの発生を抑制することができる優れた方法であるとともに、一つの容器を輸送容器、需要先の貯蔵設備及びガス化装置として使用できる利点がある。しかし、再ガス化して得られたガスが湿り気を有する湿り飽和ガスになるため、冬期になって大気の温度が下がると、配管や計器類などに結露が付着して腐食や誤作動などの原因になる。【０００６】
その際、除湿器を用いて除湿することも考えられるが、除湿器を設置する設備費や、除湿器を運転するランニングコストがかかる。【０００７】
他方、天然ガスハイドレートを再ガス化する場合、天然ガスハイドレートを熱分解させる熱源が必要になる。例えば、火力発電所では、再ガス化用の熱源として、発電所の廃熱を利用することができるが、郊外の飲食店やコンビニエンスストアなど、適当な熱源が近傍にない場合は、天然ガスハイドレートが包蔵している天然ガスを燃料とする温水ボイラを設置することが考えられる。しかし、最初の起動に支障を来すなどの問題があり、適当ではない。
【特許文献１】日本国特開２０００−３０４１９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、冬期になって大気の温度が低下しても配管や計器などに結露が生じないばかりでなく、天然ガスハイドレートを熱分解させる熱源が近傍にない場合でも運転に支障のないガスハイドレート再ガス化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、容器内に格子状の仕切板を設けて前記容器内を上下に二分すると共に、前記仕切板の下方に設けた水噴射ノズルから前記仕切板上の固形状のガスハイドレートに向けて水を噴射して前記ガスハイドレートを再ガス化させるガスハイドレート再ガス化方法において、前記容器とアキュムレータとを接続する配管に圧力調整弁を設け、該圧力調整弁によって前記容器内を許容露点に対応する圧力に維持すると共に、前記水噴射ノズルに供給する水を大気を熱源とするヒートポンプによって昇温させることを特徴とするものである。【００１０】
また、この発明は、許容露点が−１０℃で、かつ、雰囲気が大気圧の場合、圧力調整弁の設定圧を０．５ＭＰａに設定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、この発明は、容器内に格子状の仕切板を設けて前記容器内を上下に二分すると共に、前記仕切板の下方に設けた水噴射ノズルから前記仕切板上の固形状のガスハイドレートに向けて水を噴射して前記ガスハイドレートを再ガス化させるガスハイドレート再ガス化方法において、前記容器とアキュムレータとを接続する配管に圧力調整弁を設け、該圧力調整弁によって前記容器内を許容露点に対応する圧力に維持すると共に、前記水噴射ノズルに供給する水を大気を熱源とするヒートポンプによって昇温させるので、冬期になって大気の温度が低下しても配管や計器などに結露が生じなくなる。このため、結露に起因する配管や計器類などの腐食や誤作動などを未然に防止することが可能になった。【００１２】
また、この発明は、大気の温度を熱源にしているので、適当な熱源が近傍にない場合でも、固形状のガスハイドレートを支障なく再ガス化させることができる。また、ヒートポンプを適用することによって電力は、コンプレッサの運転のみに限られるので、消費電力を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明に係るガスハイドレート再ガス化方法を実施する設備の概略構成図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  容器
２  圧力調整弁
３  アキュムレータ
５  ヒートポンプ
１２  格子状の支持板
１３  水噴射ノズル
２１  配管
ｗ  水
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。【００１６】
図１に示すように、本発明のガスハイドレート再ガス化方法を実施する設備は、主として、耐圧容器１と、１次圧力調整弁２と、アキュムレータ３と、２次圧力調整弁４と、ヒートポンプ５と、循環水ポンプ６とを備えている。【００１７】
耐圧容器１は、輸送容器と、需要先の貯蔵容器及びガス化容器を兼ねる比較的容量の小さい圧力容器であり、主に、厨房用などの一般ガス需要者向けに使用される。この耐圧容器１は、容器本体１１内を格子状の支持板１２によって上下に二分すると共に、格子状の支持板１２の下方に設けた水噴射ノズル１３から格子状の支持板１２上に積載した固形状又はペレット状の天然ガスハイドレート（以下、ペレットと称する。）ｐに向けて水ｗを噴射するようになっている。水噴射ノズル１３は、噴射水量分布が均一で噴射角度が広角な充円錐ノズルが望ましく、ノズル管１４の上側に一定の間隔で設けられている。符号７は、ペレット投入蓋である。【００１８】
水噴射ノズル１３を格子状の支持板１２の下方に設けてペレット層の底部に向けて水を噴射させる理由は、所定のガス化対象のペレットのみに水を噴射するためである（対象外のペレットは、水に濡れない。）。【００１９】
ところで、水の噴射を受けるペレットｐは、分解の対象となるものであり、相当の水量が供給されるわけであるが、対象外のペレットへの影響も無視することはできない。即ち、飛散する水の存在が上部ペレットを濡らすことになるが、この水は、氷結すると考えられる。【００２０】
しかし、耐圧容器１の全断面では、氷結面を形成しないので、分解ガス通路を塞ぐことにはならない。寧ろ、余分な濡れペレットの抑制に働いている。このような理由から水の噴射は、下方から行うことが適当である。【００２１】
耐圧容器１は、配管２１を介してアキュムレータ３に接続している。この配管２１は、１次圧調整弁２を備え、耐圧容器１内を所定の圧力に維持するようになっている。また、上記配管２１は、１次圧調整弁２の上流側に圧力センサー８を有しており、この圧力センサー８の計測値を入力した制御器９によって１次圧調整弁２を制御するようになっている。また、アキュムレータ３の頂部に接続させた配管２２は、バルブ２３及び２次圧調整弁４を設けている。【００２２】
制御器９は、許容露点に対応する圧力、例えば、許容露点が−１０℃で、かつ、雰囲気が大気圧（常圧）の場合は、０．５ＭＰａに設定されている。しかし、許容露点を変更する場合は、それに対応する圧力に変更する。【００２３】
前記水噴射ノズル１３と耐圧容器１の底部は、循環管路２４によって接続されている。そして、この循環管路２４には、第１バルブ２５と、循環水ポンプ６と、ヒートポンプ５の凝縮器１５と、第２バルブ２６が設けられている。【００２４】
ヒートポンプ５は、凝縮器１５と、蒸発器１６と、凝縮器１５から蒸発器１６に至る配管１７に設けた膨張弁１８と、蒸発器１６から凝縮器１５に至る配管１９に設けたコンデンサ２０により形成され、大気ａの温度を熱源にしている。図中、２７は、循環管路２４から分岐した排水管を示している。【００２５】
次に、上記ガスハイドレート再ガス化設備の作用について説明するが、このガスハイドレート再ガス化設備の運転条件は、天然ガスハイドレートの場合、次の通りである。【００２６】
ａ）許容露点：−１０℃、大気圧
ｂ）許容露点に対応するガス圧：０．５ＭＰａ
ｃ）１次圧調整弁の設定圧：０．５ＭＰａ
ｄ）２次圧調整弁の設定圧：２００ｍｍＡｑ（約１９６０Ｐａ）
ｅ）天然ガスハイドレートの温度：−２０℃
ｆ）大気中の温度：０℃【００２７】
今、耐圧容器１内の水ｗを循環管路２４によって沿って反時計廻りに循環させながらヒートポンプ５を作動させると、ヒートポンプ５によって昇温された水（例えば、１０℃）ｗが水噴射ノズル１３から上方に向けて噴射され、格子１２上に積載されているペレットｐの下層部Ａが水濡れする。【００２８】
水濡れしたペレットｐは、天然ガスｇと水に分解する。ペレットｐが分解すると、天然ガスｇは、ペレットｐの隙間を通って上方に移動するが、噴射水及び分解水は、ペレットｐの表面を伝わり、さらに、格子１２の隙間を縫って落下する。このとき、ペレットｐの再ガス化の速度を促す効果を発揮する。【００２９】
噴射水の戻り分及び分解水は、循環水ポンプ６により循環する。この際、分解水は、ペレットｐのガス化用循環水量に比べて余剰水となるため、排水管２７から系外に排出される（例えば、排水温度は、６．４℃である。）。再びペレットの分解に使用される循環水は、ヒートポンプ５の凝縮器１５の冷却水となり、ここで、分解エネルギーが供給される。凝縮器１５を通過する間に昇温された水ｗ（例えば、１０℃）は、水噴射ノズル１３に供給される。【００３０】
ヒートポンプ５の冷媒蒸気は、コンプレッサ２０によって昇圧された後、凝縮器１５内で循環水の冷熱により凝縮して液化する。液化した冷媒は、膨張弁１８を通過する際に減圧され、蒸発器１６に流入する。蒸発器１６内の冷媒は、大気ａから吸熱して蒸発する。以下、このサイクルを繰り返す。【００３１】
耐圧容器１内には、−２０℃に冷却されたペレットｐが投入されており、ペレットの有する顕熱と分解に要する潜熱とを分解エネルギーとしてヒートポンプ５により与えられるのであるが、氷点以上で分解するような循環水量を供給する。即ち、分解エネルギーと供給エネルギーとのバランス点が分解温度となる。分解により発生した天然ガスｇは、分解温度とほぼ同等（０〜１０℃）である。但し、ガス温度１０℃は、耐圧容器１内のペレットｐが少なくなった時点の場合である。【００３２】
天然ガスｇは、ペレットｐの隙間を通って耐圧容器１の上部空間に溜まる。耐圧容器１内の圧力が設定圧以上（０．５ＭＰａ以上）になると、１次圧調整弁２が開弁してアキュムレータ３内に天然ガスｇが供給される。他方、耐圧容器１内の圧力が設定圧以下（０．５ＭＰａ以下）になると、１次圧調整弁２が閉弁して耐圧容器１内が設定圧（０．５ＭＰａ）に維持される。【００３３】
ガス化を途中で停止する場合、既に水濡れしたペレットから発生する天然ガスは、一旦、アキュムレータ３に蓄圧することが可能である。すなわち、アキュムレータ３を併用することによって停止中の余剰ガスの蓄圧と、負荷への追従が可能となることから、アキュムレータ３の役割が重要になっている。
【図１】
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【国際調査報告】
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