(57)【要約】【課題】管路の内壁に付着したガスハイドレートの掻き取り、あるいは付着防止を一層効果的に行う。【解決手段】水Ｗと原料ガスＧとの混合物が通る管路２２の外周に冷却媒体が通るジャケット２３が巻装されているチュ−ブラリアラクタユニット２１を、複数本、湾曲した配管３を介して蛇行状に連結するとともに、各チュ−ブラリアラクタユニット２１の管路２２内にバネコイル２４を設けたガスハイドレート製造装置において、最も上流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の入口に設けた配管１１と、最も下流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の出口に設けた配管１２との間にバイパス弁１３を有するバイパス管１４と差圧計１５とを個別に設け、該差圧計１５によって前記バイパス弁１３の開閉を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水と原料ガスとの混合物が通る管路の外周に冷却媒体が通るジャケットが巻装されているチュ−ブラリアラクタユニットを、複数本、湾曲した配管を介して蛇行状に連結するとともに、各チュ−ブラリアラクタユニットの管路内にバネコイルを設けたガスハイドレート製造装置において、最も上流のチュ−ブラリアラクタユニットの入口に設けた配管と、最も下流のチュ−ブラリアラクタユニットの出口に設けた配管との間にバイパス弁を有するバイパス管と差圧計とを個別に設け、該差圧計によって前記バイパス弁の開閉を制御することを特徴するガスハイドレート製造装置。
【請求項２】
差圧計の計測値が初期計測値から０．５ＭＰａ増加するとバイパス弁を開き、差圧計の計測値が０ＭＰａに戻るとバイパス弁を閉止することを特徴する請求項１記載のガスハイドレート製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原料水と原料ガスの水和反応によりガスハイドレートを生成するガスハイドレート製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、原料水と原料ガスの水和反応によりガスハイドレートを生成する管路と、この管路の外側に設けた管状の冷却ジャケットからなる二重管型のガスハイドレート製造装置において、前記管路内にバネコイルを挿入し、かつ、その前後両端を前記管路に固定したガスハイドレート製造装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
上記バネコイルは、原料水や原料ガスの乱流を促進してガスハイドレートの生成を促進する一方、バネコイル自身の振幅によって管路の内壁に付着したガスハイドレートを掻き取り、管路の閉塞を防止する機能も持っている。
【０００４】
しかし、従来の技術では、管路の内壁に付着したガスハイドレートを掻き取る機能が十分でなく、管路の内壁にガスハイドレートが付着することに起因する圧力損失の増加が起こっている。また、ガスハイドレートを掻き取るための動力機器を追加する必要があるため、コスト高が懸念されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特願２０１２−１６２６０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術の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、管路の内壁に付着したガスハイドレートの掻き取り、あるいは、管壁への付着防止を一層効果的に行うことができるガスハイドレート製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係るガスハイドレート製造装置は、水と原料ガスとの混合物が通る管路の外周に冷却媒体が通るジャケットが巻装されているチュ−ブラリアラクタユニットを、複数本、湾曲した配管を介して蛇行状に連結するとともに、各チュ−ブラリアラクタユニットの管路内にバネコイルを設けたガスハイドレート製造装置において、最も上流のチュ−ブラリアラクタユニットの入口に設けた配管と、最も下流のチュ−ブラリアラクタユニットの出口に設けた配管との間にバイパス弁を有するバイパス管と差圧計とを個別に設け、該差圧計によって前記バイパス弁の開閉を制御することを特徴するものである。
【０００８】
本発明の請求項２に係るガスハイドレート製造装置は、差圧計の計測値が初期計測値から０．５ＭＰａ増加するとバイパス弁を開き、差圧計の計測値が０ＭＰａに戻るとバイパス弁を閉止することを特徴するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、最も上流のチュ−ブラリアラクタユニットの入口に設けた配管と、最も下流のチュ−ブラリアラクタユニットの出口に設けた配管との間にバイパス弁を有するバイパス管と差圧計とを個別に設け、該差圧計によって前記バイパス弁の開閉を制御するため、各チュ−ブラリアラクタユニットに設けたバネコイルの振幅が従来よりも大きくなる。
【００１０】
このため、各チュ−ブラリアラクタユニットの管路の内壁にガスハイドレートが付着し難くなる一方、各チュ−ブラリアラクタユニットの管路の内壁に付着したガスハイドレートを従来よりも掻き取り易くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るガスハイドレート製造装置の一部断面を含む概略図である。
【図２】本発明に係るガスハイドレート製造装置の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
【００１３】
図１に示すように、本発明のガスハイドレート製造装置１は、チュ−ブラリアラクタ２を備えている。このチュ−ブラリアラクタ２は、直線状の複数（本実施形態では４本）のチュ−ブラリアラクタユニット２１が半円形に湾曲した配管３を介して蛇行状に連結されている。チュ−ブラリアラクタユニット２１は、水Ｗと原料ガスＧとの混合物が通る管路２２の外周に、冷却媒体Ｒが通るジャケット２３が巻装されている。原料ガスＧとしては、天然ガスや二酸化炭素ガスなどを挙げることができる。
【００１４】
各チュ−ブラリアラクタユニット２１のジャケット２３は、配管４を介して連結されており、最も上流に設けられたジャケット２３に供給された冷却媒体Ｒが順次下流のジャケット２３に流れ、最も下流に設けられたジャケット２３から排出される。また、最も上流に設けられたジャケット２３に冷却媒体Ｒを供給する供給管５には、流量計６と流量調整弁７が設けられている。符号８は排出管を示している。
【００１５】
各チュ−ブラリアラクタユニット２１は、管路２２内にバネコイル２４を設けている。バネコイル２４の上端２４ａは、チュ−ブラリアラクタユニット２１の上流側に位置している支持体１０に取り付けられ、下端２４ｂはフリー（不支持）の状態になっている。符号２５は、サルカン（撚り戻し手段）を示している。
【００１６】
管路２２は、直径２０ｍｍ〜５０ｍｍ程度が望ましい。管径が太すぎると冷却媒体Ｒによる冷却効率が低下し、細すぎると管の閉塞が発生し易くなる。他方、バネコイル２４のコイル径は、バネコイル２４の外周が管路２２の内壁に接触する程度が好ましい。例えば、バネコイル２４のコイル径は、管路２２の内径の５０％〜９５％、更には、６０％〜８０％が好ましい。また、バネコイル２４のコイル長（設計値）は、管路２２の長さの８０％〜９０％が好ましい。
【００１７】
また、最も上流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の入口に設けた配管１１と、最も下流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の出口に設けた配管１２との間にバイパス弁（開閉弁）１３を有するバイパス管１４を設けている。
【００１８】
更に、最も上流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の入口に設けた配管１１と、最も下流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の出口に設けた配管１２との間に、別途、差圧計１５を設け、この２つの配管１１，１２の間の差圧を制御装置１７に入力するようになっている。
【００１９】
制御装置１７は、２つの配管１１，１２の間の差圧が初期計測値（設定値）から０．５ＭＰａ増加するとバイパス弁１３を開き、２つの配管１１，１２の間の差圧が０ＭＰａに戻ると、バイパス弁１３を閉じるようになっている。
【００２０】
また、制御装置１７は、流量調整弁７の開度を調整して管路２２内の温度を所定温度（例えば、３℃〜９℃）に維持するようになっている。更に、制御装置１７は、圧力維持装置（図示せず）を制御して管路２２内の圧力を所定圧力（例えば、５．０ＭＰａ〜６．５ＭＰａ）に維持すると共に、ポンプ（図示せず）を制御して管路２２内の流速を所定流速（例えば、０．８ｍ／ｓ〜１．５ｍ／ｓ）に維持するようになっている。
【００２１】
上記チュ−ブラリアラクタ２の上流側には、水Ｗと原料ガスＧを混合してチュ−ブラリアラクタ２の入口に供給する供給手段（図示せず）が設けられている。この供給手段から供給された水Ｗと原料ガスＧを混合物は、所定圧力（例えば、５．０ＭＰａ〜６．５ＭＰａ）及び所定温度（例えば、３℃〜９℃）で管路２２内を通過しながら反応してガスハイドレートとなり、水Ｗと原料ガスＧとガスハイドレートが混在したガスハイドレートスラリーＳとなる。ガスハイドレートスラリーＳの生成過程において発生する生成熱は、ジャケット２３を流れる冷却媒体Ｒによって除去される。
【００２２】
管路２２内のバネコイル２４は、管路２２内を通過する原料水Ｗや原料ガスＧの流れにより、原料水Ｗや原料ガスＧの流れる方向に振幅する。そして、原料水Ｗや原料ガスＧの乱流を促進して原料ガスＧの分散をより効率的に行うことにより、ガスハイドレートの生成を促進する。また、バネコイル２４の振幅によって管路２２の内壁にガスハイドレートが付着するのを防止したり、あるいは管路２２の内壁に付着したガスハイドレートを掻き取り、管路２２の閉塞を防止する効果もある。
【００２３】
他方、差圧計１５は、最も上流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の入口に設けた配管１１と、最も下流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の出口に設けた配管１２との間の差圧を計測し、その計測値を、常時、制御装置１７に入力しているが、この２つの配管１１，１２の間の差圧が初期計測値から０．５ＭＰａ増加すると、制御装置１７によってバイパス管１４に設けられているバイパス弁１３が自動的に開かれる。すると、チュ−ブラリアラクタユニット２１に供給されていた原料水Ｗや原料ガスＧの混合物の一部がバイパス管１４を通って最も下流に位置するチュ−ブラリアラクタユニット２１の出口に接続されている配管１２に、直接、流入する（ショートパス）。
【００２４】
その結果、チュ−ブラリアラクタユニット２１内を流れる原料水Ｗや原料ガスＧの混合物の流量が減少し、その分、バネコイル２４に作用する原料水Ｗや原料ガスＧの抵抗も減少することから、図２に示すように、バネコイル２４が破線の状態から実線の状態に大きく振幅する。その時のバネコイル２４の振幅によって管路２２の内壁に付着したガスハイドレートが広範囲にわたって掻き取られる。
【００２５】
その後、最も上流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の入口に設けた配管１１と、最も下流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の出口に設けた配管１２の間の差圧が０ＭＰａに戻ると、制御装置１７からの指令によってバイパス管１４に設けられているバイパス弁１３が自動的に閉じられ、各チュ−ブラリアラクタユニット２１内の流量が通常の状態に復帰する。以後、差圧計１５によってバイパス弁１３の開閉が自動的に繰り返される。
【００２６】
上記のように、最も上流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の入口に設けた配管１１と、最も下流のチュ−ブラリアラクタユニット２１の出口に設けた配管１２の間の差圧変動によってバイパス弁１３の開閉が自動的に行われ、それに伴って各チュ−ブラリアラクタユニット２１の管路２２の内壁に付着したガスハイドレートが広範囲にわたって掻き取られることから、各チュ−ブラリアラクタユニット２１の閉塞が防止され、長期にわたって安定したガスハイドレートの生成が行われる。
【符号の説明】
【００２７】
Ｗ  水
Ｇ  原料ガス
３  配管
１１，１２  配管
１３  バイパス弁
１４  バイパス管
１５  差圧計
２１  チュ−ブラリアラクタユニット
２２  管路
２３  ジャケット
２４  バネコイル
【図１】
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【図２】
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