(57)【要約】【課題】  反応容器に気体を供給する際の気体供給圧力を気液接触反応圧よりも小さくして、気体等の加圧のために必要な動力を小さくすることができて、装置をコンパクトにすることができる気液接触反応方法及び気液接触反応装置を提供する。【解決手段】  反応容器１０内に、所定の気体注入圧力Ｐ２以上に加圧された気体Ｇを注入し、該気体注入後に所定の気液接触反応圧Ｐ３以上に加圧された液体Ｌを前記反応容器１０に注入し、該液体Ｌの注入により、前記気体Ｇを前記気液接触反応圧Ｐ３以上に昇圧して、前記気体Ｇと前記液体Ｌを気液接触反応させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応容器内に、所定の気体注入圧力以上に加圧された気体を注入し、該気体注入後に所定の気液接触反応圧以上に加圧された液体を前記反応容器に注入し、該液体の注入により、前記気体を所定の気液接触反応圧以上に昇圧して、前記気体と前記液体を気液接触反応させることを特徴とする気液接触反応方法。
【請求項２】
前記反応容器から前記気液接触反応圧以上に加圧された液体を導出し、該導出された液体を冷却して、ガスハイドレート化することを特徴とする請求項１記載の気液接触反応方法。
【請求項３】
前記反応容器内の気液接触反応を撹拌手段を用いて促進することを特徴とする請求項１又は２記載の気液接触反応方法。
【請求項４】
前記反応容器から前記気液接触反応圧以上に加圧された液体と気体を導出し、該導出された液体と気体を同一配管内にて混合して気液接触反応させることを特徴とする請求項１記載の気液接触反応方法。
【請求項５】
前記同一配管内にて気液接触反応させた液体を冷却して、ガスハイドレート化することを特徴とする請求項１記載の気液接触反応方法。
【請求項６】
複数の前記反応容器に対して、前記液体注入装置と前記気体供給装置を共通で使用し、気体の供給行程、液体の供給行程、加圧下における反応行程、気液接触反応後の液体の導出行程を有する一連の気液接触反応行程を、前記複数の反応容器ごとに対して時間差を設けて行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の気液接触反応方法。
【請求項７】
所定の気液接触反応圧以上に加圧された状態で気体と液体の気液接触反応を行う反応容器と、前記反応容器内に所定の気体注入圧力以上に加圧された気体を注入する気体供給装置と、前記反応容器内に前記気液接触反応圧以上に加圧された液体を注入する液体注入装置を備えたことを特徴とする気液接触反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスハイドレートの製造等の高圧下における気液接触反応のために使用される気液接触反応方法及び気液接触反応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、ガスハイドレート製造などのために、高圧下で、気液間の接触により、気体の液体内への溶解や化学反応や熱交換などが行われている。なお、以下では、「気液接触反応」の中に気体の液体内への溶解やガスハイドレート化なども含めている。この気液接触反応を高い効率で行うためには、両者の接触面積が大きいことが必要であり、この接触面積を増加するための多くの工夫がなされてきている。
【０００３】
これらの一例として、反応容器内に供給された液体を、液噴出ノズルとピストン機構を備える供給液保有部と気体供給部を有し、ピストン機構の高周波数（１ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ）の往復動により供給液保有部の容積を変化させて、供給液を液噴射ノズルから気液反応器中に噴出させ粒状とし、気液反応器中で粒状の供給液と気体供給部から供給される供給気体とを気液接触させる気液反応装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、耐圧反応容器内の水を撹拌する撹拌装置の撹拌軸の内部に天然ガスを通す軸方向に延びる天然ガス通路を設け、撹拌軸の天然ガスと接触する位置に天然ガス通路内へ天然ガスを流入させる天然ガス流入口を設け、撹拌軸の下端部に天然ガス通路内の天然ガスを水中に放出する天然ガス放出口を設けた天然ガ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２参照。）。
【０００５】
一方、この気液接触反応は、溶解反応等では、圧力を大きくすると、それに従って、反応速度が増加し、溶解度も大きくなるということが知られている。また、気体溶解のみならず、高圧下で気液接触反応を行うものも多い。
【０００６】
しかしながら、従来の気液接触反応装置では、気体を高圧ポンプ、コンプレッサーで、気液接触反応圧まで、加圧してから耐圧容器である反応容器内に供給し、この高圧下の状態で撹拌翼等により撹拌して気液接触の機会を増加しながら、気液接触反応を行っている。
【０００７】
そのため、気体を高圧に加圧するために０．５ＭＰａ〜１ＭＰａ程度に予備圧縮してから更に所定の圧力に昇圧する２段階昇圧を行なっているが、この場合の高圧ポンプ、高圧ブロワ、コンプレッサー等の昇圧装置の効率ηは、規模にもよるが、５ＭＰａ程度までの圧縮の場合には、６５％〜７５％程度に低下してしまう。そのため、従来のガスハイドレート生成効率は満足の行くものとは言えなかった。
【特許文献１】特開平９−２１５９１８号公報
【特許文献２】特開２００２−１３８２８９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、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、反応容器に気体を供給する際の気体供給圧力を気液接触反応圧よりも小さくして、気体等の加圧のために必要な動力を小さくすることができて、装置をコンパクトにすることができる気液接触反応方法及び気液接触反応装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の気液接触反応方法は、反応容器内に、所定の気体注入圧力以上に加圧された気体を注入し、該気体注入後に所定の気液接触反応圧以上に加圧された液体を前記反応容器に注入し、該液体の注入により、前記気体を所定の気液接触反応圧以上に昇圧して、前記気体と前記液体を気液接触反応させる方法である。
【００１０】
なお、「気体注入後に」の意味は、液体供給の完了が気体注入の完了後になるという意味であり、液体供給行程は、気体供給行程が完了してから行ってもよく、液体供給行程の前部分は、気体供給行程の後部分あるいは気体供給行程全体とと重なってもよい。しかし、液体供給圧力が気体供給圧力よりも高いので、気体供給を妨げないタイミングにする必要がある。
【００１１】
この気液接触反応方法においては、比較的低圧で反応容器内に供給された気体を、液体により反応容器内で加圧して気液接触反応圧に昇圧させるので、効率が低下し易い高圧での気体供給が回避でき、所要動力の低減が可能となる。
【００１２】
例えば、ガスハイドレート製造において、気液接触反応圧が、水が凍結しない低温域において、メタンの場合は４ＭＰａ〜８ＭＰａ程度であるのに対して、まず、気体注入圧力を高い圧縮効率（例えば、８０％〜８５％）を維持できる圧力レベルである１ＭＰａ〜３ＭＰａ程度にすることができる。これにより、従来は、気体をコンプレッサーで２段階昇圧していたが、１段の予備圧縮のみで足りるので、気液供給部の装置、配管、及び、制御等が単純化し、装置がコンパクトになる。
【００１３】
上記の気液接触反応方法において、前記反応容器から前記気液接触反応圧以上に加圧された液体を導出し、該導出された液体を冷却して、ガスハイドレート化するように構成すると、気体を溶解した液体を配管内などで冷却することができるので、効率よく冷却してガスハイドレートを製造できる。
【００１４】
また、上記の気液接触反応方法において、前記反応容器内の気液接触反応を撹拌手段を用いて促進すると短時間で気液接触反応を行うことができる。
【００１５】
更に、上記の気液接触反応方法において、前記反応容器から前記気液接触反応圧以上に加圧された液体と気体を導出し、該導出された液体と気体を同一配管内にて混合して気液接触反応させたり、更に、前記同一配管内にて気液接触反応させた液体を冷却して、ガスハイドレート化すると、混合部分及び冷却部分が反応容器１０内に比べて著しく狭い配管内となるので、混合及び冷却を効率よく行うことができ、気液接触反応及びガスハイドレート化をより促進できる。
【００１６】
更に、上記の気液接触反応方法において、複数の前記反応容器に対して、前記液体注入装置と前記気体供給装置を共通で使用し、気体の供給行程、液体の供給行程、加圧下における反応行程、気液接触反応後の液体の導出行程を有する一連の気液接触反応行程を、前記複数の反応容器ごとに対して時間差を設けて行うと、液体注入装置、気体供給装置、冷却装置などを時分割して共通使用できるので、装置コストを抑制でき、装置自体もコンパクト化できる。
【００１７】
そして、上記の目的を達成するための本発明の気液接触反応装置は、所定の気液接触反応圧以上に加圧された状態で気体と液体の気液接触反応を行う反応容器と、前記反応容器内に所定の気体注入圧力以上に加圧された気体を注入する気体供給装置と、前記反応容器内に前記気液接触反応圧以上に加圧された液体を注入する液体注入装置を備えて構成される。
【００１８】
この構成により、気体注入圧力を気液接触反応圧よりも大幅に低下することが可能となる。従って、気体を高圧にするためのコンプレッサーが不要になり、大幅に動力を削減することができる。
【００１９】
また、上記の気液接触反応装置において、前記反応容器から導出された液体を冷却し、ガスハイドレート化する冷却装置を備えると、気体を溶解した液体をこの冷却装置により冷却することができるので、ガスハイドレートを製造できる。特に高圧下で気体が溶解した液体を反応容器とは別の配管部分等で冷却できるので、効率よく液体を冷却できる。
【００２０】
また、上記の気液接触反応装置において、前記反応容器内に撹拌手段を設けて構成すると、この撹拌手段を用いて気液接触反応を促進すると短時間で気液接触反応を行うことができる。
【００２１】
更に、上記の気液接触反応装置において、前記反応容器から前記気液接触反応圧以上に加圧された液体と気体を導出する配管を同一配管に接続するように構成すると、導出された液体と気体を同一配管内にて混合して気液接触反応させることができ、更に、前記同一配管内に冷却装置を設けると、気液接触反応させた液体を冷却して、ガスハイドレート化することができ、しかも、混合部分及び冷却部分が反応容器内に比べて著しく狭い配管内となるので、混合及び冷却を効率よく行うことができ、気液接触反応及びガスハイドレート化をより促進できる。
【００２２】
そして、上記の気液接触反応装置において、前記反応容器を複数備えると共に、前記複数の反応容器に対して、前記液体注入装置と前記気体供給装置を共通で使用するように配管して構成し、該気液接触反応装置の制御装置を、気体の供給行程、液体の供給行程、加圧下における反応行程、気液接触反応後の液体の導出行程を有する一連の気液接触反応行程を、各反応容器ごとに対して時間差を設けて行うように制御するように構成すると、液体注入装置、気体供給装置、冷却装置などを時分割して共通使用できるので、装置コストを抑制でき、装置自体もコンパクト化できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の気液接触反応方法及び気液接触反応装置によれば、供給気体を高い圧縮効率を維持できる圧力レベルまで予備圧縮を行って反応容器内に注入し、この注入後、注入された気体を、所定の気液接触反応圧以上で供給される液体により、反応容器内で圧縮昇圧を行って、反応容器において所定の気液接触反応圧で気液接触反応を行うので、気体供給圧力を気液接触反応圧よりも小さくすることができ、気体供給のために必要な動力を小さくすることができる。そのため、装置をコンパクトにすることができ、消費電力も少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下図面を参照して本発明に係る気液接触反応方法及び気液接触反応装置の実施の形態について、メタンガスハイドレートを製造する場合を例にして説明する。
【００２５】
図１に示すように、本発明に係わる第１の実施の形態の気液接触反応装置１は、容積を縮小可能に形成された反応容器１０と、反応容器１０内に所定の液体注入圧力Ｐ１以上にに加圧された液体Ｌを注入する液体注入装置２０と、反応容器１０内に所定の気体注入圧力Ｐ２以上に加圧された気体Ｇを注入する気体供給装置３０と、冷却装置４０等を備えて構成される。
【００２６】
この反応容器１０は耐圧容器であり、４ＭＰａ〜８ＭＰａ（例えば、５．５ＭＰａ）に設定される所定の気液接触反応圧Ｐ３に十分耐えられるように形成される。この反応容器１０には、液体供給管２３、気体供給管３３、液体導出管４１、気体導出管４２とが接続される。
【００２７】
液体供給装置２０は、ガスハイドレート化の時に気体（ここではメタン）Ｇを吸収する水等の液体Ｌを反応容器１０に注入するための装置であり、液体貯蔵タンク２１と、遠心ポンプやギヤポンプ等からなる液体昇圧装置２２と、液体供給管２３と、バッファータンク２４と、開閉弁２５からなる。この液体供給管２３は、液体貯蔵タンク２１、液体昇圧装置２２、バッファータンク２４、反応容器１０を順次接続している。液体貯蔵タンク２１から導出された液体Ｌは、液体昇圧装置２２で４ＭＰａ〜８ＭＰａ（例えば、５．５ＭＰａ）以上に設定される所定の液体注入圧力Ｐ１以上に昇圧されて、反応容器１０内に供給される。
【００２８】
気体供給装置３０は、ガスハイドレート化する気体Ｇを反応容器１０に注入するための装置であり、気体貯蔵タンク３１と、一般的なポンプ、ファン、ブロワ等からなる気体昇圧装置３２と、気体供給管３３と、バッファータンク３４と、開閉弁３５とからなる。この気体供給管３３は、気体貯蔵タンク３１、気体昇圧装置３２、バッファータンク３４、反応容器１０を順次接続している。気体貯蔵タンク３１から導出された気体Ｇは、気体昇圧装置３２で１ＭＰａ〜３ＭＰａ程度の範囲に設定される所定の気体注入圧力Ｐ２以上に昇圧されて、反応容器１０内に供給される。
【００２９】
冷却装置４０は、液体導出管４１、気体導出管４２、熱交換器４３、導出管４４と、これら液体導出管４１、気体導出管４２、導出管４４のそれぞれに配設される圧力調整弁４５、４６、４７とから構成される。
【００３０】
熱交換器４３は、二重配管等の熱交換器でよく、液体導出管４１の内部を流れる、気体が溶解した液体Ｌｇを、−１℃〜５℃に冷却できればよい。この冷却により、気体が溶解した液体Ｌｇはガスハイドレート化する。このガスハイドレートＧＨは、水分子の作るクラスター（かご構造）の中に、メタンＧの分子（ゲスト）が取り込まれた包接水和物であり、大気圧下マイナス２０℃の環境で、気体の体積の約１７０倍のガスを包蔵する。
【００３１】
更に、圧力調整弁４７の先に気液分離装置５１を設け、ガスハイドレートＧＨと気体Ｇ及び液体Ｌを分離し、液体Ｌは液体戻し管５２を経由して液体供給管２３に戻し、気体Ｇは気体戻し管５３を経由して気体供給管３３に戻す。そして、気液分離した後のガスハイドレードＧＨはガスハイドレート貯蔵タンク５０に貯蔵される。
【００３２】
次に、上記の気液接触反応装置における気液接触反応方法について説明する。
【００３３】
先ず最初に、気体供給の行程が行われる。気体供給行程で、液体導出管４１の圧力調整弁４５と気体導出管４２の圧力調整弁４６を閉じた状態で、気体供給装置３０の開閉弁３５を開弁し、気体昇圧装置３２を駆動して、気体Ｇを、気体貯蔵タンク３１から気体供給管３３を通して、反応容器１０に所定の気体注入圧力Ｐ２以上で供給する。この気体Ｇを所定の量、反応容器１０内に供給し終わったら、開閉弁３５の閉弁と気体昇圧装置３２の駆動停止を行う。
【００３４】
次に、液体供給行程を行うが、この液体供給行程は加圧行程を兼ねている液体供給装置２０の開閉弁２５を開弁し、液体昇圧装置２２を駆動して、液体Ｌを、液体貯蔵タンク２１から液体供給管２３を通して反応容器１０に所定の気液接触反応圧Ｐ３以上の所定の液体注入圧力Ｐ１以上で供給する。この液体Ｌを所定の量、反応容器１０内に供給し、反応容器１０内に注入された気体Ｇを圧縮して昇圧し、所定の気液接触反応圧Ｐ３以上に昇圧し終わったら、開閉弁２５の閉弁と液体昇圧装置２２の駆動停止を行う。
【００３５】
なお、この液体供給行程は、気体供給行程が完了してから行ってもよく、液体供給行程の前部分は、気体供給行程の後部分あるいは全体とと重なってもよい。つまり、液体供給の完了が気体注入の完了後になる。しかし、液体供給圧力が気体供給圧力よりも高いので、気体供給を妨げないタイミングにする必要がある。
【００３６】
次の気液接触反応行程では、所定の気液接触反応圧Ｐ３以上に昇圧された状態で、気体Ｇと液体Ｌの接触反応の進展を図る。この接触反応は、ガスハイドレートの製造においては、気体Ｇの液体Ｌへの溶解であり、この溶解は、圧力が高い程溶解する速度が速く、また、溶解度も大きくなる。また、メタンなどの気体では、気体Ｇと液体Ｌの温度が低いほど、溶解する速度が速く、また、溶解度も大きくなる。
【００３７】
そして、この溶解に伴って溶解熱が発生するので、反応容器１０の内部又は周囲に冷却管（図示しない）を設けて冷却したり、反応容器１０内の液体Ｌを外部の冷却器（図示しない）に循環したりして冷却するのが好ましい。また、この気液接触反応を促進するために、撹拌回転翼（図示しない）を配置したり、液体Ｌを気体Ｇ中に循環したり、気体Ｇを液体Ｌ中に循環したりして、気液接触の機会を増加する撹拌手段を設けることが好ましい。
【００３８】
この気液接触反応により、気体Ｇが液体Ｌに溶解して反応容器１０内の気体Ｇが減少するので、反応容器１０内の圧力が低下しないように、気液接触反応の進捗に従って、液体Ｌを供給して反応容器１０内の圧力を所定の気液接触反応圧Ｐ３以上に維持する。この圧力維持は、例えば、反応容器１０内の圧力を検出する圧力センサ（図示しない）を設けて、この圧力センサの出力に基づいて、開閉弁２５の開弁と液体昇圧装置２２の駆動操作を行うように構成して行う。
【００３９】
なお、液体Ｌへの溶解量とのバランスで、必要に応じて、次の気液接触反応後の液体の導出及びガスハイドレート化行程に移行せずに、液体Ｌを図示しないラインで、液体昇圧装置２２の入口側に戻して、バッファータンク２４に移送して、反応容器１０内を低圧にした後、更に気体Ｇを反応容器１０内に供給して、再度、液体注入行程（加圧行程）と気液接触反応行程を繰り返してもよい。
【００４０】
次の気液接触反応後の液体の導出及びガスハイドレート化行程では、気液接触反応が所定量を超えた時に、冷却装置４０の液体導出管４１の圧力調整弁４５を開いて、気体が溶解した液体Ｌｇを熱交換器４３に送る。この液体Ｌｇの供給速度は、導出管４４に配設された圧力調整弁４７の弁開度により調整される。
【００４１】
また、この反応容器１０からの気体が溶解した液体Ｌｇの導出に際して、反応容器１０から所定の気液接触反応圧Ｐ３以上に加圧された液体Ｌｇと気体Ｇを、圧力調整弁４５、４６、４７の調整により圧力調整及び流量調整して導出し、この導出された液体Ｌｇと気体Ｇを導出管４４内にて混合して気液接触反応させるように構成することもできる。この混合は、反応容器１０内に比べて著しく狭い配管内となるので、効率よく行うことができる。
【００４２】
この気体が溶解した液体Ｌｇは導出管４４に設けられた熱交換器４３部分で冷却され、ガスハイドレートＧＨになり、導出管４４と圧力調整弁４７を経由して排出され、ガスハイドレート貯蔵タンク５０に送られる。また、気液分離装置５１で分離された気体Ｇは、気体戻し管５３を経由して気体昇圧装置３２の上流側の気体供給管３３に戻る。一方、気液分離装置５１で分離された液体Ｌは、液体戻し管５２を経由して液体昇圧装置２２の上流側の液体供給管２３に戻る。
【００４３】
そして、所定量の気体Ｇが気液接触反応により、液体Ｌに溶解し、この気体が溶解した液体Ｌｇが順次ガスハイドレート化された時に、一連の気液接触反応行程を終了させる。
【００４４】
反応容器１０内の圧力が低下したら、気体供給装置３０の開閉弁３５を開弁し、気体昇圧装置３２を駆動して、気体Ｇを反応容器１０に供給する。次に、液体供給装置２０の開閉弁２５を開弁し、液体昇圧装置２２を駆動して、液体Ｌを反応容器１０に供給する。つまり、一連の気液接触反応行程の最初の行程を行う。順次、この行程を繰り返す。
【００４５】
上記の気液接触反応方法及び気液接触反応装置によれば、従来方式の高圧ポンプ、コンプレッサーでは、所定の気液接触反応圧Ｐ３以上に気体Ｇを加圧してから反応容器１０内に供給していたが、気体Ｇを、所定の気体供給圧力Ｐ２以上に加圧して反応容器１０内に供給し、その後、所定の気液接触反応圧Ｐ３以上に昇圧された液体Ｌの供給により加圧するので、所要動力が大きな高圧ポンプ、コンプレッサーが不要となり、加圧に関する効率を大きく向上できる。
【００４６】
つまり、この気液接触反応方法及び気液接触反応装置によれば、気体Ｇに対して、エネルギー効率が８５％程度の高い圧縮効率を維持できる圧力レベル（約１ＭＰａ〜３ＭＰａ）、即ち、所定の気体供給圧力Ｐ２以上に、予備圧縮を行い、次に、加圧容器である反応容器１０内で、エネルギー効率良く昇圧が可能な液体Ｌで、注入された気体Ｇを圧縮して昇圧することにより、所定の気液接触反応圧Ｐ３以上に加圧して気液接触反応を行う。その後、圧力調整弁４５、４６、４７の調整により、気体が溶解した液体Ｌｇを冷却装置４０の熱交換器４３に送り、冷却して、温度管理を行いつつ、ハイドレート化を行う。
【００４７】
この液体昇圧の効率は、９５％以上を達成でき、総合的な効率は８０％（＝０．９５×０．８５）に達する。一方、従来のコンプレッサーなどによる５ＭＰａ程度まで気体を圧縮する場合の効率は、６５％〜７５％であるので、非常に高い効率で気液接触反応を行うことができる。
【００４８】
また、冷却装置４０の液体排出管４１への気体が溶解した液体Ｌｇの移送は圧力調整弁４５、４６、４７の調整により行うため、反応容器１０内で気液接触反応を行った後の気体が溶解した液体Ｌｇを抜き出すためのポンプ等の機器が不要となり、動力の減少と装置のコンパクト化を図ることができる。
【００４９】
また、液体排出管４１の熱交換器４３の後に、気液分離装置５１等の濃縮装置を設けているので、ガスハイドレート等の生成物ＧＨの濃縮を行うことも容易にできる。
【００５０】
更に、ポンプ、ブロワ、コンプレッサー等の気体昇圧装置３２と反応容器１０との間に、バッファータンク３４を設けてあるので、気体昇圧装置３２を小容量にしても、気体Ｇの供給を円滑に行うことができる。
【００５１】
次に、本発明の気液接触反応方法及び気液接触反応装置の実施例と、従来方式と従来例との効率を比較をすると、実施例では、予備コンプレッサー（気体昇圧装置）３２で、１．２ＭＰａに昇圧する効率ηは８５％程度で、送液用シリンダポンプ２２の効率ηは９５％であり、総合的な効率ηは約８０％になった。
【００５２】
一方、従来例では、２段式のコンプレッサーで５．５ＭＰａへの加圧効率ηは６４％（＝８５％（一段目）×７５％（二段目））であり、液体注入用にポンプを使用せず、また、生成物抜き出しで５％の損失があるとして、総合的な効率ηは約６０％となる。
【００５３】
次に、第２の次実施の形態の気液接触反応方法及び気液接触反応装置について説明する。図２に示すように、本発明に係わる第２の実施の形態の気液接触反応装置１Ａは、反応容器１０が複数（図２では３基）設けられ、共通使用の液体注入装置２０と気体供給装置３０を共通で使用するように配管して構成され、更に、気液接触反応装置１Ａの制御装置（図示しない）は、反応容器１０における気体供給の行程、液体供給及び加圧行程、加圧下における反応行程、気液接触反応後の液体の導出行程及びガスハイドレート化行程を有する一連の気液接触反応行程を、各反応容器１０ごとに対して時間差を設けて行うように制御するように構成される。その他の構成は、第１の実施の形態の気液接触反応装置１と同じである。
【００５４】
そして、第２の次実施の形態の気液接触反応方法は、複数の反応容器１０に対して、液体注入装置２０と気体供給装置３０を共通で使用し、反応容器１０における液体供給と気体供給の行程、液体供給による加圧行程、加圧下における反応行程、気液接触反応後の液体の導出行程（ここでは、ガスハイドレート化行程を兼ねている）を、複数の反応容器１０ごとに対して時間差を設けて行う。
【００５５】
例えば、第１の反応容器１０における気体供給の行程と液体供給による加圧行程を行う。その後、第１の反応容器１０で加圧下における反応行程を行っている間に、第２の反応容器１０では気体供給の行程と液体供給による加圧行程を行う。その後、第１の反応容器１０で気液接触反応後の液体の導出及びガスハイドレート化行程を行っている間に、第２の反応容器１０で加圧下における反応行程を行い、第３の反応容器１０では気体供給の行程と液体供給による加圧行程を行う。これで、第１の反応容器１０における一サイクルが終了する。
【００５６】
そして、第１の反応容器１０で、反応容器１０における気体供給の行程と液体供給による加圧行程に戻った時には、第２の反応容器１０で気液接触反応後の液体の導出及びガスハイドレート化行程を行い、第３の反応容器１０で加圧下における反応行程を行う。その後、第１の反応容器１０で加圧下における反応行程を行っている間に、第２の反応容器１０では気体供給の行程と液体供給による加圧行程を行い、第３の反応容器１０で気液接触反応後の液体の導出及びガスハイドレート化行程を行う。このように、一連の気液接触反応行程を時間的にずらして、順次、第１、第２、第３の反応容器１０で各行程を行う。なお、これらの行程のどの部分を時間的に分割するかは、供給時間、加圧時間、反応時間、導出時間等による。
【００５７】
この気液接触反応方法及び気液接触反応装置１Ａによれば、液体注入装置２０、気体供給装置３０、冷却装置４０などを時分割して共通使用できるので、装置コストを抑制でき、装置自体もコンパクト化できる。
【００５８】
このように、時間差を設けた加圧、減圧を行うことで、圧力回収が可能になり、結果として大幅な所要動力の低減が可能となる。従って、多段に構成すれば、最終的に消費電力は数分の一になるが、建築コスト等を考慮すると、例えば、１８５ｍ3 ／ｈのガスハイドレートを製造する場合の加圧に要する電力は最大１／２まで低減できる。
【００５９】
なお、上記の説明では、気液接触反応の例としてメタンのガスハイドレートの製造を例にして説明したが、本発明は、メタン以外のメタン・エタン・プロパンを主成分とする天然ガスや下水消化ガスや生ゴミなどから発生するバイオガス等のガスのガスハイドレート化にも適用できる。
【００６０】
更に、本発明は、ガスハイドレート化以外の技術、例えば、加圧法によって、天然ガス、熱分解ガス、液化ガスなどから、二酸化炭素、硫黄化合物、その他の不純物を取り除くような、気体燃料を精製する技術等にも適用することができる。
【００６１】
本発明は、特に、メタンの他に水素も生成する嫌気性発酵ガスや改質ガスにおいて、メタン等をハイドレート化の上、貯蔵し、ガス側には濃縮された水素ガスを得るという方法等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明に係わる第１の気液接触反応装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係わる第２の気液接触反応装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６３】
１    気液接触反応装置
１０    反応容器
２０    液体注入装置
２２    液体昇圧装置
３０    気体供給装置
３２    気体昇圧装置
４０    冷却装置
４１    液体導出管
４２    気体導出管
４３    熱交換器
４４    導出管
４５、４６、４７    圧力調整弁
５０    ガスハイドレート貯蔵タンク
５１    気液分離装置
Ｇ    気体
ＧＨ  ガスハイドレート
Ｌ    液体
Ｌｇ  気体が溶解した液体
Ｐ１  液体注入圧力
Ｐ２  気体注入圧力
Ｐ３  気液接触反応圧
【図１】
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【図２】
2006089531.tif 000004