(57)【要約】【課題】  粒径が大きなハイドレートを生成する。【解決手段】  ハイドレート生成装置１０では、スプレー塔１２内の未反応の天然ガスＮＧをガス循環ライン４２で冷却して循環させる。また、ガス供給ライン３６を分岐させて、天然ガスＮＧをスプレー塔１２の底部から上部にかけて分割して送り込む。また、スプレー塔１２内で天然ガスＮＧが底部から上部にかけて流れる気流を形成し、さらに、スプレー塔１２のハイドレート生成領域Ａの全高を１０ｍ以上とすることで、水Ｗの滞留時間を長くする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に延出するタンクの上部から水を噴霧し前記タンク内のハイドレート形成ガスと所定温度下、所定圧力下で反応させてハイドレートを生成するハイドレート生成装置であって、
前記タンク内のハイドレート形成ガスを冷却して循環させるガス循環ラインを有することを特徴とするハイドレート生成装置。
【請求項２】
前記ガス循環ラインは、前記タンクの底部にハイドレート形成ガスを送り込み、前記タンクの上部からハイドレート形成ガスを取り出す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】
前記ガス循環ラインは、前記タンクの底部から上部にかけて分割してハイドレート形成ガスを前記タンクに送り込むことを特徴とする請求項２に記載のハイドレート生成装置。
【請求項４】
前記タンクのハイドレート生成領域の全高を１０ｍ以上とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のハイドレート生成装置。
【請求項５】
前記タンクの内面にゴムライニング又は樹脂コーティングを施すことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項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、上下に延出するタンクの上部から水を噴霧し前記タンク内のハイドレート形成ガスと所定温度下、所定圧力下で反応させて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】
従来から天然ガス等のハイドレート形成ガスと水を所定圧力下、所定温度下で反応させてハイドレートを生成する方法が種々考案されている。その中に、上下に延出するタンクを所定温度、所定圧力に維持し、このタンクにハイドレート形成ガスを供給し、そして、タンクの上部から水を噴霧して水をハイドレート形成ガスに接触させて反応させることでハイドレートを生成する方法が含まれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、水がタンク内のハイドレート生成領域に滞留する時間が短い場合、生成されるハイドレートの粒径が小さくなる。ハイドレートの粒径が小さくなった場合、脱水工程において、表面に付着した水がハイドレートから分離され難かったり、ハイドレートが脱水フィルタを通過してしまう等の問題が発生する。また、温度や圧力の変動の影響を受け易くなるので、ハイドレートが水とハイドレート形成ガスに分解され易くなるという問題も発生する。
【０００４】
タンク内のハイドレート生成領域の全高を高くすれば、水がタンク内のハイドレート生成領域に滞留する時間を長くすることが可能であるが、いくら水がタンク内のハイドレート生成領域に滞留する時間が長くなっても、その間に水と反応できるハイドレート形成ガスの量が少なければ生成されるハイドレートの粒径は小さいままとなる。
【特許文献１】特開２０００−２５６２２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、粒径が大きなハイドレートを生成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載のハイドレート生成装置は、上下に延出するタンクの上部から水を噴霧し前記タンク内のハイドレート形成ガスと所定温度下、所定圧力下で反応させてハイドレートを生成するハイドレート生成装置であって、前記タンク内のハイドレート形成ガスを冷却して循環させるガス循環ラインを有することを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載のハイドレート生成装置では、上下に延出するタンクの上部から水が噴霧される。噴霧された水が、タンク内のハイドレート形成ガスと所定温度下、所定圧力下で反応してハイドレートが生成される。
【０００８】
ここで、タンク内のハイドレート形成ガスは、ガス循環ラインによって冷却されて循環される。即ち、未反応のハイドレート形成ガスをタンク内に滞留させることなく再び冷却してタンクに供給する。このため、ハイドレートの生成熱の除去効率が上がってタンク内のハイドレート形成ガスが低温に維持され、水と反応できるハイドレート形成ガスの量が多くなるので、生成されるハイドレートの粒径が大きくなる。
【０００９】
請求項２に記載の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であって、前記ガス循環ラインは、前記タンクの底部にハイドレート形成ガスを送り込み、前記タンクの上部からハイドレート形成ガスを取り出すことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載のハイドレート生成装置では、ハイドレート形成ガスが、循環ラインからタンクの底部に送り込まれ、タンクの上部から循環ラインへ取り出される。このため、タンク内では底部から上部へ流れる気流ができるので、上部から噴霧された水の落下速度が遅くなり、水がハイドレート生成領域に滞留する時間が長くなる。従って、生成されるハイドレートの粒径が大きくなる。
【００１１】
請求項３に記載のハイドレート生成装置は、請求項２に記載のハイドレート生成装置であって、前記ガス循環ラインは、前記タンクの底部から上部にかけて分割してハイドレート形成ガスを前記タンクに送り込むことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載のハイドレート生成装置では、ガス循環ラインが、ハイドレート形成ガスを、タンクの底部から上部にかけて分割して送り込む。ここで、タンク内の上部では噴霧された水滴の表面におけるハイドレートの濃度が低いので、ハイドレート生成速度は、底部より上部の方が格段に速くなる。
【００１３】
このため、タンク内の底部だけではなく上部にもハイドレート形成ガスを送り込む本発明では、ハイドレート生成領域におけるハイドレートの生成量が多くなり、ハイドレートの粒径も大きくなる。
【００１４】
請求項４に記載のハイドレート生成装置は、請求項１乃至３の何れか１項に記載のハイドレート生成装置であって、前記タンクのハイドレート生成領域の全高を１０ｍ以上とすることを特徴とする。
【００１５】
ここで、タンクのハイドレート生成領域の全高が１０ｍ未満である場合、粒径が５０μｍ以下のハイドレートが２０〜６０％生成され、脱水工程においてハイドレートが脱水フィルタで捕集される確立が低くなることが確認されている。
【００１６】
そこで、請求項４に記載のハイドレート生成装置では、タンクのハイドレート生成領域の全高を１０ｍ以上として水の滞留時間を長くすると共に、タンク内のハイドレート形成ガスを上述したガス循環ラインで循環させることで、生成されるハイドレートの粒径の大径化を可能としている。
【００１７】
請求項５に記載のハイドレート生成装置は、請求項１乃至４の何れか１項に記載のハイドレート生成装置であって、前記タンクの内面にゴムライニング又は樹脂コーティングを施すことを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載のハイドレート生成装置では、タンクの内面にゴムライニング又は樹脂コーティングが施されており、生成されたハイドレートがタンクの内面に付着することが防止されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は上記構成にしたので、粒径が大きなハイドレートを生成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１に示すように、ハイドレート生成装置１０では、上下に延出するスプレー塔（タンク）１２の上部にスプレー１４が配設されており、このスプレー１４が下方へ水Ｗを噴霧する。スプレー塔１２内にはハイドレート形成ガスとしての天然ガスＮＧが供給されている。また、スプレー塔１２内は、ハイドレート生成境界温度以下、ハイドレート生成境界温度圧力以上に維持されており、噴霧された水Ｗがスプレー塔１２内に滞留している間に水Ｗと天然ガスＮＧが反応してこれらの組成が変化し、ハイドレートＨが生成される。
【００２２】
スプレー塔１２の底部の上側にはハイドレート移送ライン１８の上流端部が接続されており、このハイドレート移送ライン１８の下流端部が次工程の脱水装置２０に接続されている。
【００２３】
ハイドレート移送ライン１８にはポンプ２２が配設されており、このポンプ２２の作動によって、スプレー塔１２の底部に貯まったハイドレートＨを含むハイドレートスラリーＳが脱水装置２０に移送され、ハイドレートＨが水Ｗから分離される。
【００２４】
また、スプレー塔１２の底部には、循環水ライン２４の上流端部が接続されており、この循環水ライン２４の下流端部がスプレー１４に接続されている。循環水ライン２４にはポンプ２６、熱交換器２８が上流から順に配設されており、ポンプ２６の作動によって、スプレー塔１２の底部まで流れ落ちた未反応の水Ｗが、スプレー塔１２から一旦排出され熱交換器２８で冷却されてからスプレー１４へ送られ、再びスプレー１４から噴霧される。
【００２５】
また、循環水ライン２４のポンプ２６より上流側には水供給ライン３０の下流端部が接続されている。循環水ライン２４には、ポンプ３２、熱交換器３４が上流から順に配設されており、所定温度まで冷却された水Ｗが循環水ライン２４へ供給される。即ち、スプレー１４からはスプレー塔１２から排出された未反応の水Ｗと新たに供給された水Ｗとの混合流体が噴霧される。
【００２６】
なお、循環水ライン２４にスプレー塔１２から天然ガスＮＧが流入して循環水ライン２４でハイドレートＨが生成されたり、ハイドレートＨが循環水ライン２４に流入したりすると、水Ｗの流動性が悪くなる。水Ｗの流動性が悪くなるとポンプ２６の動力で水Ｗが吸引され難くなり、循環水ライン２４が閉塞されるおそれがある。しかし、水供給ライン３０によって循環水ライン２４のポンプ２６の上流側にハイドレートＨを含まない水Ｗが供給されるので、循環水ライン２４のポンプ２６の上流側でのハイドレートＨの含有率が低くなり、水Ｗの流動性が良くなる。これによって、循環水ライン２４が閉塞され難くなっている。
【００２７】
そして、スプレー塔１２にはガス供給ライン３６の下流端部が接続されている。このガス供給ライン３６には、ブロワ３８、熱交換器４０が上流から順に配設されており、所定温度に冷却された天然ガスＮＧがスプレー塔１２に供給される。
【００２８】
また、スプレー塔１２の上部には、ガス循環ライン４２の上流端部が接続されており、このガス循環ライン４２の下流端部がガス供給ライン３６に接続されている。ガス循環ライン４２には、ブロワ４４、熱交換器４６が上流から順に配設されており、スプレー塔１２内の未反応の天然ガスＮＧは、ブロワ４４の作動によってガス循環ライン４２内を流され、熱交換器４６を通過する際に所定温度に冷却され、そして、ガス供給ライン３６へ流入する。そして、ガス供給ライン３６から再びスプレー塔１２へ供給される。
【００２９】
即ち、未反応の天然ガスＮＧをスプレー塔１２内に滞留させることなく再び冷却してスプレー塔１２に供給する。このため、ハイドレートＨの生成熱の除去効率が上がり、水と反応できる天然ガスＮＧの量が多くなるので、生成されるハイドレートＨの粒径が大きくなる。
【００３０】
また、ガス供給ライン３６は途中で複数本の支流３６ａに分岐しており、各支流３６ａは、スプレー塔１２の底部から上部にかけて接続されている。即ち、天然ガスＮＧが、ガス供給ライン３６からスプレー塔１２へ底部から上部にかけて分割して送り込まれる。ここで、スプレー塔１２内の上部ではスプレー１４から噴霧された水滴の表面におけるハイドレートＨの濃度が低いので、ハイドレートＨの生成速度は、スプレー塔１２の底部より上部の方が格段に速くなる。
【００３１】
このため、スプレー塔１２内の底部だけではなく上部にも天然ガスＮＧを送り込む本実施形態のハイドレート生成装置１０では、ハイドレート生成領域ＡにおけるハイドレートＨの生成量が多くなり、ハイドレートＨの粒径も大きくなる。
【００３２】
また、スプレー塔１２内では、天然ガスＮＧが底部に送り込まれて上部から排出されている。即ち、スプレー塔１２内では、底部から上部への天然ガスＮＧの気流が出来ている。このため、スプレー塔１２内では、上部のスプレー１４から噴霧された水Ｗの落下速度が遅くなり、水Ｗのハイドレート生成領域Ａでの滞留時間が長くなる。従って、生成されるハイドレートＨの粒径が大きくなる。
【００３３】
ここで、スプレー塔１２のハイドレート生成領域Ａの全高が１０ｍ未満である場合、粒径が５０μｍ以下のハイドレートＨが２０〜６０％生成され、脱水工程においてハイドレートＨが脱水フィルタ（図示省略）で捕集される確立が低くなることが確認されている。
【００３４】
そこで、本実施形態のハイドレート生成装置１０では、スプレー塔１２のハイドレート生成領域Ａの全高を１０ｍ以上６０ｍ未満として水の滞留時間を長くすると共に、スプレー塔１２内の天然ガスＮＧを、上述したガス循環ライン４２、ガス供給ライン３６で循環させることで、生成されるハイドレートＨの粒径の大径化を可能としている。
【００３５】
なお、スプレー塔１２の内面には、樹脂コーティング又はゴムライニングが施されており、生成されたハイドレートＨがスプレー塔１２の内面に付着することが防止されている。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本実施形態のハイドレート生成装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００３７】
１０      ハイドレート生成装置
１２      スプレー塔（タンク）
３６      ガス供給ライン（ガス循環ライン）
４２      ガス循環ライン（ガス循環ライン）
Ａ        ハイドレート生成領域
Ｇ        天然ガス（ハイドレート形成ガス）
Ｈ        ハイドレート
Ｗ        水
【図１】
2006111774.tif 000003