(57)【要約】【課題】  反応タンク内に水を噴射すると共に、天然ガスを導入するハイドレート生成装置において、反応タンクの内壁に水滴が付着してハイドレートが生成、成長するのを防止する。【解決手段】  反応タンク１２の上部にノズル１４が配設されており、水循環ライン１８から冷却された水がノズル１４に供給され、反応タンク１２内に水が噴射される。反応タンク１２の導入パイプ３２には、天然ガス供給ライン２２から冷却された天然ガスが供給される。反応タンク１２の側壁部１２Bの内壁には、フッ素系樹脂からなる被覆層４２が形成されている。被覆層４２は、低熱伝導率で撥水性があるので、ノズル１４から水が噴射されたときに被覆層４２に水滴が付着しにくい。また、反応タンク１２の底部１２Ａに貯留された低温の水によって被覆層４２の水滴が冷却されにくいため、側壁部１２Ｂでハイドレートが生成、成長するのを防止できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応タンク内に冷却した水を噴射するノズルと、
前記反応タンク内に冷却したハイドレート原料ガスを導入する導入管と、を有し、
前記反応タンクの内壁の少なくとも側壁部に、前記内壁の材料より低熱伝導率で撥水性のある被覆層が形成されていることを特徴とするハイドレート生成装置。
【請求項２】
前記被覆層は、フッ素系樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のハイドレート生成装置。
【請求項３】
前記被覆層は、ゴムライニングであることを特徴とする請求項１に記載のハイドレート生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応タンク内に天然ガスなどの原料ガスを導入すると共に水を噴射し、所定温度及び所定圧力下でガスハイドレートを生成するハイドレート生成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、反応タンク内に水と天然ガスを導入し、所定温度及び所定圧力下で天然ガスハイドレート（Ｎａｔｕｒａｌ  Ｇａｓ  Ｈｙｄｒａｔｅ）を生成するハイドレート生成装置が開発されている。
【０００３】
このハイドレート生成装置は、例えば、反応タンク内の上部に配設されたノズルに配管パイプから冷水を供給し、ノズルから反応タンク内に冷水を噴射すると共に、ノズル付近に配設された導入パイプから天然ガスを導入するように構成されている。反応タンクの周囲には、冷媒が循環され、反応タンクが低い温度に冷却されている。反応タンク内では、低温及び高圧条件下で水と天然ガスが反応し、天然ガスハイドレートが生成される（例えば特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２０００−３０９７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このようなハイドレート生成装置では、反応タンクの上部のノズルから水が噴射され、反応タンクの内部の内壁（特に側壁）に付着すると、内壁が低い温度に保持されているため水が冷却される。このため、内壁に付着した水が天然ガスと接触すると、天然ガスハイドレートが内壁に付着して生成、成長するという不具合がある。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、反応タンクの内壁でハイドレートが生成し、成長するのを防止できるハイドレート生成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明に係るハイドレート生成装置は、反応タンク内に冷却した水を噴射するノズルと、前記反応タンク内に冷却したハイドレート原料ガスを導入する導入管と、を有し、前記反応タンクの内壁の少なくとも側壁部に、前記内壁の材料より低熱伝導率で撥水性のある被覆層が形成されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、反応タンク内にノズルから所定温度に冷却された水が噴射され、導入管から所定温度に冷却されたハイドレート原料ガスが導入される。反応タンク内では、噴射された水とハイドレート原料ガスが反応し、ハイドレートが生成、成長する。反応タンクの内壁の少なくとも側壁部には、内壁の材料より低熱伝導率で撥水性のある被覆層が形成されており、ノズルから噴射された水が被覆層に接触しても、水滴が付着しにくい。また、被覆層に水滴が付着しても、被覆層の熱伝導率が低いため、反応タンク内の底部に溜まった低温の水により水滴が冷却されにくい。このため、反応タンクの内壁（特に側壁部）でハイドレートが生成、成長するのが防止される。
【０００８】
請求項２に記載の発明に係るハイドレート生成装置は、請求項１に記載のハイドレート生成装置において、前記被覆層は、フッ素系樹脂からなることを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、被覆層はフッ素系樹脂からなるので、反応タンクの内壁に水滴が付着するのをより確実に防止できる。
【００１０】
請求項３に記載の発明に係るハイドレート生成装置は、請求項１に記載のハイドレート生成装置において、前記被覆層は、ゴムライニングであることを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、被覆層はゴムライニングであるため、反応タンクの底部に溜まった低温の水から熱伝導しにくく、被覆層に付着した水滴が冷却されるのを防止できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るハイドレート生成装置は、上記のように構成したので、反応タンクの内壁に水滴が付着しにくく、内壁でハイドレートが生成、成長するのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るハイドレート生成装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は、第１実施形態に係るハイドレート生成装置１０を示す概略構成図である。
【００１５】
このハイドレート生成装置１０は、水と天然ガスとを接触させてハイドレートを生成する筒状の反応タンク１２と、この反応タンク１２の上部から水を噴射するノズル１４と、反応タンク１２の底部１２Ａから回収された水をポンプ１６を介してノズル１４に供給する水循環ライン１８と、天然ガス供給源２０から反応タンク１２内に天然ガスを供給する天然ガス供給ライン２２とを備えている。
【００１６】
反応タンク１２の底部１２Ａには、ノズル１４から噴射された水が貯留され、その底部１２Ａの側方には、反応タンク１２内で生成されたハイドレートを回収する排出口２４が設けられている。この排出口２４付近には、ハイドレートを排出口２４に移動させる掻き寄せ機２５が設けられている。反応タンク１２の排出口２４よりも下方には、水を濾過するスクリーン２６が配設されており、このスクリーン２６の下部に水循環ライン１８と接続される排水口２８が設けられている。水循環ライン１８の途中には熱交換器３０が設けられており、排水口２８から回収された水が所定温度に冷却され、ポンプ１６を介して配管パイプ３１からノズル１４に供給されるように構成されている。
【００１７】
反応タンク１２の側壁部１２Ｂには、天然ガスが導入される導入パイプ３２が設けられている。天然ガス供給ライン２２には、熱交換器４０が設けられており、天然ガスが所定の温度に冷却され、導入パイプ３２から反応タンク１２内に導入されるように構成されている。また、天然ガス供給ライン２２には、開閉弁２３が設けられており、天然ガスの供給量が調整される。
【００１８】
反応タンク１２は、金属製の圧力容器からなり、反応タンク１２の内部は所定の圧力（高圧）に保持されている。また、反応タンク１２の側壁部１２Ｂの内壁には、反応タンク１２の内壁よりも低熱伝導率で撥水性のある被覆層４２が形成されている。この被覆層４２は、フッ素系樹脂からなり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（PFA）、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（FEP ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ETFE）、ポリビニリデンフルオライド（PVDF）、ポリクロロトリフルオロエチレンなどが用いられる。
【００１９】
また、反応タンク１２の周囲には、冷媒などの循環ラインは設けられておらず、反応タンク１２の周囲を冷媒などで冷却していない。
【００２０】
次に、第１実施形態に係るハイドレート生成装置１０の作用について説明する。
【００２１】
このハイドレート生成装置１０では、水循環ライン１８でポンプ１６により水が循環され、熱交換器３０によって所定温度に冷却された水が配管パイプ３１からノズル１４に供給される。そして、ノズル１４から反応タンク１２内に図１中の点線で示すように水が噴射される。また、天然ガス供給源２０から天然ガス供給ライン２２に天然ガスが供給される。天然ガス供給ライン２２では、天然ガスが熱交換器４０によって所定温度に冷却され、導入パイプ３２から反応タンク１２内に導入される。
【００２２】
反応タンク１２の内部は、低温及び高圧に保持されており、噴射された水が天然ガスと反応してハイドレートが生成される。そして、底部１２Ａに貯留された水中でハイドレートが成長する。水中で形成されたハイドレートのスラリーは、掻き寄せ機２５で排出口２４に掻き寄せられ、排出口２４から反応タンク１２の外部に排出される。反応タンク１２の底部１２Ａに貯留された水はスクリーン２６で濾過され、排水口２８から水循環ライン１８に導かれる。そして、熱交換器３０で水が所定温度に冷却され、ノズル１４から反応タンク１２内に噴射される。
【００２３】
このようなハイドレート生成装置１０では、反応タンク１２内にノズル１４から水が噴射されたときに、反応タンク１２の側壁部１２Ｂに形成された被覆層４２に水が吹き付けられる。被覆層４２はフッ素系樹脂からなり、撥水性があるため、吹き付けられた水が流れ落ち、被覆層４２に水滴が付着しにくい。また、被覆層４２は、反応タンク１２の内壁材料よりも熱伝導率が低いため、底部１２Ａに貯留された低温の水により、被覆層４２表面の水滴が冷却されにくい。このため、反応タンク１２内の側壁部１２Ｂに付着した水が天然ガスと接触して、ハイドレートが生成、成長するのが防止される。
【００２４】
なお、第１実施形態では、被覆層４２はフッ素系樹脂で形成したが、これに限定されるものではなく、例えば、シリコーン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタールなどを用いても良い。
【００２５】
次に、本発明の第２実施形態に係るハイドレート生成装置について説明する。
【００２６】
なお、第１実施形態と同一の部材には同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２７】
図２に示すように、このハイドレート生成装置５０では、図１に示す被覆層４２に代えて、反応タンク１２の底部１２Ａ以外の内壁全体に、ゴムライニングによる被覆層５２が形成されている。ゴムライニングの材料としては、フッ素系ゴムなどが用いられ、例えば、フッ化ビニリデン系（FKM）、テトラフルオロエチレン・プロピレン系（FEPM）、テトラフルオロエチレン・パープルオロビニルエーテル系（FFKM）などが用いられる。
【００２８】
このようなハイドレート生成装置５０では、反応タンク１２の内壁に撥水性の被覆層５２が形成されており、ノズル１４から噴射された水が流れ落ち、被覆層５２に水滴が付着しにくい。また、被覆層５２は熱伝導率が低いため、反応タンク１２の底部１２Ａに貯留された低温の水により、被覆層５２表面の水滴が冷却されにくい。このため、反応タンク１２内の側壁部１２Ｂに付着した水が天然ガスと接触して、ハイドレートが生成、成長するのが防止される。
【００２９】
なお、第２実施形態では、被覆層５２としてフッ素系ゴムが用いられているが、これに限定されるものではなく、例えば、シリコーンゴム、ポリイミドゴムなどを用いても良い。
【００３０】
なお、第１及び第２実施形態では、ノズル１４から反応タンク１２内に噴射される水とは別の導入パイプ３２から天然ガスを導入したが、このような構成に限定されるものではない。例えば、天然ガスをノズル１４の上流側で供給する２流体ノズル方式でも、本発明を適用することができる。また、天然ガスを反応タンク１２の底部１２Ａの水中から供給する方式や、水を反応タンク１２の下部から噴射する方式の装置においても、同様に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るハイドレート生成装置を示す構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係るハイドレート生成装置を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０   ハイドレート生成装置
１２   反応タンク
１２Ａ 底部
１２Ｂ 側壁部
１４   ノズル
１８   水循環ライン
２０   天然ガス供給源
２２   天然ガス供給ライン
３０   熱交換器
３１   配管パイプ
３２   導入パイプ（導入管）
４０   熱交換器
４２   被覆層
５０   ハイドレート生成装置
５２   被覆層
【図１】
2006111771.tif 000003
【図２】
2006111771.tif 000004