(57)【要約】【課題】高密度の冷熱エネルギと天然ガスを同時に得るガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システム。【解決手段】製造基地Ａで造ったガスハイドレートスラリーａを需要地Ｂに輸送するシステムである。製造基地Ａのガスハイドレート生成器２で生成されたガスハイドレートスラリーａをスラリー輸送管１により需要地Ｂに輸送するスラリー輸送工程と、スラリー輸送管１によって需要地に輸送されたガスハイドレートスラリａを固液分離器４によりスラリー母液水ｅ及びガスハイドレートｄに分離する分離工程と、該分離工程で分離されたガスハイドレートｄを温排水等の未利用熱源ｇを用いて天然ガスｂ及び解離水ｆに分解するガス化工程と、該ガス化工程で前記未利用熱源ｇを冷熱に変換する冷熱生成工程とからなる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスハイドレート製造基地で製造されたガスハイドレートスラリーを需要地に輸送する輸送システムであって、前記ガスハイドレート製造基地のガスハイドレート生成器で生成されたガスハイドレートスラリーをスラリー輸送管によって需要地に輸送するスラリー輸送工程と、前記スラリー輸送管によって需要地に輸送されたガスハイドレートスラリーを固液分離器によってスラリー母液水及びガスハイドレートに分離する分離工程と、該分離工程で分離されたガスハイドレートを温排水などの未利用熱源を用いて天然ガス及び解離水に分解するガス化工程と、該ガス化工程で前記未利用熱源を冷熱に変換する冷熱生成工程とからなるガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システム。
【請求項２】
スラリー母液水を、戻導管を経由してガスハイドレート生成工程に戻す請求項１記載のガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システム。
【請求項３】
ガス需要に比べて冷熱や水の需要が少ない場合には、余剰となった冷水又は水をスラリー母液水と共に戻導管を経由してガスハイドレート生成器に戻す請求項１記載のガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システム。
【請求項４】
ガス需要に比べて冷水や水の需要が多い場合には、スラリー輸送管中のハイドレート濃度を低下させることにより、スラリー母液水の流量を増加させる請求項１記載のガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システム。
【請求項５】
ガス需要に比べて冷水や水の需要が多い場合には、別途設けた氷製造装置で製造した氷をスラリー輸送管に混入する請求項１記載のガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システム。
【請求項６】
昼夜の需要差などにより需要が減少したが、製造基地のガスハイドレートスラリー製造量を調整できないような場合には、スラリー輸送管内のスラリー濃度を上昇させて天然ガスをスラリー輸送管内に保有する請求項１記載のガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
供給地から需要地にガスエネルギーおよび冷熱エネルギーを輸送する場合、従来は、それぞれ、専用の導管ラインを必要としていた。例えば、冷熱エネルギーを輸送する冷水は、摂氏５℃程度の水のため、エネルギー輸送密度が低く、効率が悪い。また、天然ガスは、専用の導管を使用し、例えば、中圧の場合、１ＭＰａ程度で圧送しており、同じく、エネルギー輸送密度が低い。
【０００３】
一方、ガスハイドレートをバルク輸送により小口消費先へ輸送した後、各小口消費先にてガスハイドレートをガスと水とに分解し、水は風呂、洗面、トイレなどに利用するガスハイドレートの輸送・利用方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１６１２８８号公報（第３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法は、小口消費先へ一方的にガスハイドレートを輸送するのみであるから、天然ガス、冷水、水の各々の需要バランスが変動した場合に、需要先で余剰ガスや冷水を廃棄するか、あるいは貯蔵設備を設置するなどの対応が必要となる。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、高密度の冷熱エネルギーと天然ガスを同時に得ることができるガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システムを提供することをある。
【０００７】
本発明の他の目的は、天然ガス、冷熱、水の需要バランスの変動に十分対応することができるガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システムを提供することをある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、ガスハイドレートスラリーの濃度を変化させることにより、輸送管自体に天然ガスを貯蔵する機能を持たせるようにしたガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システムを提供することをある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するため、本発明は、ガスハイドレート製造基地で製造されたガスハイドレートスラリーを需要地に輸送する輸送システムであって、前記ガスハイドレート製造基地のガスハイドレート生成器で生成されたガスハイドレートスラリーをスラリー輸送管によって需要地に輸送するスラリー輸送工程と、前記スラリー輸送管によって需要地に輸送されたガスハイドレートスラリーを固液分離器によってスラリー母液水及びガスハイドレートに分離する分離工程と、該分離工程で分離されたガスハイドレートを温排水などの未利用熱源を用いて天然ガス及び解離水に分解するガス化工程と、該ガス化工程で前記未利用熱源を冷熱に変換する冷熱生成工程とからなることを特徴とするものである。
【００１０】
ここで、本発明は、スラリー母液水を、戻導管を経由してガスハイドレート生成工程に戻すようにしている。
【００１１】
また、本発明は、ガス需要に比べて冷熱や水の需要が少ない場合には、余剰となった冷水又は水をスラリー母液水と共に戻導管を経由してガスハイドレート生成器に戻すようにしている。
【００１２】
また、本発明は、ガス需要に比べて冷水や水の需要が多い場合には、スラリー輸送管中のハイドレート濃度を低下させることにより、スラリー母液水の流量を増加させるようにしている。
【００１３】
また、本発明は、ガス需要に比べて冷水や水の需要が多い場合には、別途設けた氷製造装置で製造した氷をスラリー輸送管に混入させるようにしている。
【００１４】
また、本発明は、昼夜の需要差などにより需要が減少したが、製造基地のガスハイドレートスラリー製造量を調整できないような場合には、スラリー輸送管内のスラリー濃度を上昇させて可燃ガスをスラリー輸送管内に保有するようにしている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
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は、本発明に係るガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システムを実施するための概略構成図である。
【００１７】
図１において、Ａは、ガスハイドレート製造基地であり、このガスハイドレート製造基地Ａで生成された天然ガスハイドレートスラリー（以下、ＮＧＨスラリーという）ａを、スラリー輸送管１を経てガスハイドレート需要地（消費地）Ｂに輸送するようにしている。
【００１８】
上記ガスハイドレート製造基地Ａでは、ガスハイドレート生成器２内で、天然ガスｂと水ｃとを天然ガスハイドレートの生成条件にて反応させてＮＧＨスラリーａを製造している。
【００１９】
この時の製造条件は、例えば、圧力が３ＭＰａ程度、温度が５℃程度である。また、ＮＧＨスラリーａの流動性などを考慮すると、ＮＧＨスラリーの濃度は、３０％程度が適当である。また、輸送条件は、圧力が３ＭＰａ程度、温度が５℃程度が適当である。
【００２０】
この時、ＮＧＨスラリーａは、ガスハイドレート１ｍ３  に対し、大気圧換算で１５０ｍ３  ほどの天然ガスを包蔵し、また、ガスハイドレート１ｋｇ当たり約１０５ｋｃａｌの潜熱を有している。これは、同重量の氷の持つ潜熱の約１．３倍もの冷熱貯蔵密度である。
【００２１】
その結果、従来のように、摂氏５℃の冷水と、圧力が０．３ＭＰａの天然ガスを、各々、輸送する場合に比べ、輸送重量当たりの冷熱量で約４．５倍、輸送体積当たりのガス量で約１５倍の密度で天然ガスおよび冷熱エネルギーを併存しながら輸送することができる。
【００２２】
すなわち、
１０５ｋｃａｌ×０．３／（１２℃−５℃）×１ｋｃａｌ＝４．５
１５０ｍ３  ×０．３／３ｍ３  ＝１５
となる。
【００２３】
また、エネルギー密度が高いため、単位輸送エネルギー当たりの動力量の削減および導管敷設コストの低減が可能となる。
【００２４】
上記ガスハイドレート生成器２で製造されたＮＧＨスラリーａは、スラリーポンプ３で加圧され、スラリー輸送管１を通じて遠隔地にあるガスハイドレート需要地（消費地）Ｂに輸送される。そして、ガスハイドレート需要地（消費地）Ｂに設置された固液分離器４によって天然ガスハイドレートｄとスラリー母液水ｅとに分離される。
【００２５】
分離された天然ガスハイドレートｄは、ガス化器５に導入され、当該ガス化器５に備えつけの熱交換部７を通過する温排水など（未利用熱源）ｇを利用して摂氏５℃程度の解離水ｆと、圧力が３ＭＰａ程度の天然ガスｂとにガス化・分離される。
【００２６】
再ガス化された天然ガスｂは、ガス管６を経て消費者に供給され、ガス需要を賄う。また、解離水ｆは、溶解ガス除去装置７によって溶解しているメタンなどが除去された後、清水ｈとして消費者に供給され、水需要を賄う。
【００２７】
一方、温排水などｇは、天然ガスハイドレートｄをガス化・分離する際に、例えば、摂氏１２℃から７℃に冷却され、冷水ｉとなって冷熱需要を賄う。
【００２８】
上記スラリー母液水ｅは、戻水ポンプ８によって加圧され、戻導管９を経由してガスハイドレート生成器２に戻される。その際、スラリー母液水ｅは、冷凍機１０によって冷却され、ＮＧＨスラリーａの生成に供される。
【００２９】
ところで、ガス需要に比べて冷水ｉや水ｃの需要が少ない場合（例えば、冬期のピーク期間など）には、需要地Ｂにて冷水ｉや水ｃの流量がバルブ１２やバルブ１３で調整され、余剰となった冷水ｉまたは水ｃは、スラリー母液水ｅとともに戻水ポンプ８にて加圧され、戻導管９を経由して製造基地Ａに戻される（この時、冷熱は、顕熱として戻導管９中のスラリー母液水ｅを冷却する）。製造基地Ａにに戻された水は、次回のハイドレート生成水やスラリー媒体として再利用される。
【００３０】
逆に、ガス需要に比べて冷水ｉや水ｃの需要が多い場合（例えば、夏期のピーク期間など）には、スラリー輸送管１中のハイドレート濃度を低下させ、スラリー母液水の流量を増加させるか、或いは、製造基地Ａにて、別途設けた氷製造装置１１から得られるスラリー状の氷ｉをスラリー輸送管１に混入することで需要に対応することができる。
【００３１】
これらのスラリー輸送管１および戻導管９は、図２に示すように、２重管とすることにより、省スペースおよび省コストを図ることができる。
【００３２】
また、昼夜の需要差などにより、需要地Ｂの需要が減少したが、製造基地ＡのＮＧＨスラリー製造量を調整できないような場合には、スラリー輸送管１内のスラリー濃度を、多少、上昇させることにより、非常に多くの天然ガスｂをスラリー輸送管１内に保有することができる。すなわち、スラリー輸送管１を、一時的に天然ガスを貯蔵する、一種のガスホルダーとすることができる。
【００３３】
この発明は、図３に示すように、複数の製造基地Ａおよび需要地Ｂをスラリー輸送管１および戻導管９により接続することができる。
【００３４】
この発明による輸送システムは、例えば、内陸都市、海上空港をはじめ、インフラ供給基地から都市・事業所などまでのエネルギー輸送などに幅広く適用可能である。また、海外において、内陸部・砂漠地帯、離島などの産業・都市開発などを行う場合、ガス＋冷熱＋水（工業用水）の３種類の用役を同時に１本の導管で輸送するインフラ構築事業への適用も可能である。
【００３５】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、ガスハイドレート製造基地で製造されたガスハイドレートスラリーを需要地に輸送する輸送システムであって、前記ガスハイドレート製造基地のガスハイドレート生成器で生成されたガスハイドレートスラリーをスラリー輸送管によって需要地に輸送するスラリー輸送工程と、前記スラリー輸送管によって需要地に輸送されたガスハイドレートスラリーを固液分離器によってスラリー母液水及びガスハイドレートに分離する分離工程と、該分離工程で分離されたガスハイドレートを温排水などの未利用熱源を用いて天然ガス及び解離水に分解するガス化工程と、該ガス化工程で前記未利用熱源を冷熱に変換する冷熱生成工程とから構成されている。
【００３６】
従って、本発明は、高密度の冷熱エネルギーと高密度の可燃ガスを同時に得ることができるとともに、天然ガスと冷熱および水を同時に得ることができる。
【００３７】
また、本発明は、ガス需要に比べて冷熱や水の需要が少ない場合には、余剰となった冷水又は水をスラリー母液水と共に戻導管を経由してガスハイドレート生成器に戻し、ガス需要に比べて冷水や水の需要が多い場合には、スラリー輸送管中のハイドレート濃度を低下させて、スラリー母液水の流量を増加させたり、或いは、別途設けた氷製造装置で製造した氷をスラリー輸送管に混入させるようにしているので、可燃ガス、冷熱、水の需要バランスの変動に十分対応することができる。
【００３８】
また、本発明は、ガスハイドレートスラリーの濃度を変化させることにより、スラリー輸送管自体に可燃ガスを貯蔵する機能を持たせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るガスハイドレートによる天然ガスと冷熱及び水の輸送システムを実施するための概略構成図である。
【図２】スラリー輸送管と戻導管を二重管にした概略構成図である。
【図３】複数のガスハイドレートスラリー製造基地および需要地をスラリー輸送管および戻導管により接続させた天然ガスと冷熱及び水の輸送システムを実施するための概略構成図である。
【符号の説明】
Ａ  ガスハイドレート製造基地
Ｂ  需要地
ａ  ガスハイドレートスラリー
ｂ  天然ガス
ｄ  ガスハイドレート
ｅ  スラリー母液水
ｆ  解離水
ｇ  温排水などの未利用熱源
ｉ  冷熱
１  スラリー輸送管
２  ガスハイドレート生成器
４  固液分離器
【図１】
2004263832.tif 000003
【図２】
2004263832.tif 000004
【図３】
2004263832.tif 000005