(57)【要約】【課題】ペレット状に成型された天然ガス水和物ペレットを高速で分解し、ガス需要の変動に対して迅速に対応できるようにする。【解決手段】ペレット状に成型された天然ガス水和物ペレットａ及び系内を循環する循環水ｂを導入して天然ガス水和物ペレットａと水ｂを混合する混合器１、該混合器で混合された天然ガス水和物ペレットａと水ｂの混合物を粉砕・圧送するスラリーポンプ７、該スラリーポンプによって圧送されたスラリー状の天然ガス水和物を管１２内に導入するとともに、管１２外に熱源水ｄを導入して天然ガス水和物を分解する再ガス化器１０、該再ガス化器から天然ガスと水の２相流を導入して水ｂと天然ガスｅに分離する気液分離器４から構成する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペレット状に成型された天然ガス水和物ペレット及び系内を循環する循環水を導入して天然ガス水和物ペレットと水とを混合する混合器、該混合器で混合された天然ガス水和物ペレットと水との混合物を粉砕・圧送するスラリーポンプ、該スラリーポンプによって圧送されたスラリー状の天然ガス水和物を管内に導入するとともに、管外に熱源水を導入して天然ガス水和物を分解する再ガス化器、該再ガス化器から天然ガスと水の２相流を導入して水と天然ガスとに分離する気液分離器からなる天然ガス水和物ペレットの分解装置。
【請求項２】
混合器内における天然ガス水和物ペレットの分解を最小限に抑制するため、必要に応じて混合機に導入する循環水を冷却器で氷点付近に冷却する請求項１記載の天然ガス水和物ペレットの分解装置。
【請求項３】
冷却器で除熱した循環水の熱を熱回収ヒートポンプの熱源として４０℃程度の高温熱源を製造し、これを再ガス化器に供給する熱源水の予熱に用いる請求項１記載の天然ガス水和物ペレットの分解装置。
【請求項４】
循環水の一部を混合器に導入して２０〜３０ｗｔ％の天然ガス水和物スラリーを生成し、当該天然ガス水和物スラリーを、再ガス化器導入前に、エダクター等の混合装置を用いて残りの循環水と混合させ、所定の天然ガス水和物濃度にする請求項１記載の天然ガス水和物ペレットの分解装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、球形などのペレット状に成型された天然ガス水和物ペレットを高速で分解することにより、ガス需要の変動に対して迅速に対応できる天然ガス水和物ペレットの分解装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、天然ガスの輸送媒体として、天然ガス水和物が注目されており、中でも、ハンドリングの容易性や分解安定性などの面から、天然ガス水和物を球形などのペレット状に成型して輸送することが提案されている。
【０００３】
しかしながら、天然ガス水和物をペレットに成型することによる分解安定性の向上は、その反面、天然ガス水和物の分解を困難にし、ガス需要の変動に対応し難くなっている。
【０００４】
ところで、天然ガスの安定供給を実現するため、従来、天然ガス水和物に水を注いでスラリー状に加工するスラリー製造タンクと、スラリー状に加工された天然ガス水和物の分解処理を行う分解容器と、分解容器内部で天然ガス水和物を加熱する水和物加熱手段を備えた天然ガス水和物の分解装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−３１６６８３号公報（第３〜５頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この分解装置は、スラリー状に加工された天然ガス水和物を縦形のタンク内に投入し、このタンク内に配置されたチューブ形の熱交換器内に熱源水を通しているため、熱交換速度が遅く、高速でガス化させることができない。
【０００７】
また、この分解装置は、塊や粉体状の天然ガス水和物を対象とした常圧付近での分解を対象としているため、ペレット状の天然ガス水和物の場合、分解速度が更に遅くなるとともに、高圧ガスが必要な場合は、発生ガスをガス圧縮機によって圧縮する必要があり、別途、圧縮エネルギを与える必要があるため、不経済である。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、球形などのペレット状に成型された天然ガス水和物ペレットを高速で分解することにより、ガス需要の変動に対して迅速に対応できる天然ガス水和物ペレットの分解装置を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の天然ガス水和物ペレットの分解装置は、ペレット状に成型された天然ガス水和物ペレット及び系内を循環する循環水を導入して天然ガス水和物ペレットと水とを混合する混合器、該混合器で混合された天然ガス水和物ペレットと水との混合物を粉砕・圧送するスラリーポンプ、該スラリーポンプによって圧送されたスラリー状の天然ガス水和物を管内に導入するとともに、管外に熱源水を導入して天然ガス水和物を分解する再ガス化器、該再ガス化器から天然ガスと水の２相流を導入して水と天然ガスとに分離する気液分離器から構成されている。
【００１０】
また、本発明の天然ガス水和物ペレットの分解装置は、混合器内における天然ガス水和物ペレットの分解を最小限に抑制するため、再ガス化圧力レベルにより必要に応じて混合機に導入する循環水を冷却器で氷点付近に冷却させている。
【００１１】
また、本発明の天然ガス水和物ペレットの分解装置は、冷却器で除熱した循環水の熱を熱回収ヒートポンプの熱源として４０℃程度の高温熱源を製造し、これにより再ガス化器に供給する熱源水を予熱させている。
【００１２】
また、本発明の天然ガス水和物ペレットの分解装置は、循環水の一部を混合器に導入して２０〜３０ｗｔ％の天然ガス水和物スラリーを生成し、当該天然ガス水和物スラリーを、再ガス化器導入前に、エダクター等の混合装置を用いて残りの循環水と混合させ、所定の天然ガス水和物濃度にさせている。
【００１３】
【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。図１は、本発明に係る天然ガス水和物ペレットの分解装置の概略構成図である。
【００１４】
図１において、１は、混合器であり、この混合器１に、球形などのペレット状に成型された天然ガス水和物ペレットａを、ペレット供給機２によって貯槽やホッパなどのペレット貯蔵部３から連続的に供給するとともに、気液分離器４内に滞留している循環水ｂ（１．１ＭＰａ）を、配管５を経て連続的に供給するようになっている。
【００１５】
その際、ペレット貯蔵部３内は、−１０℃〜−２０℃に保持されている。
【００１６】
７は、スラリーポンプであり、天然ガス水和物ペレットａを含んだ循環水ｂを吸い込むようになっている。配管８を経てスラリーポンプ７に吸い込まれた天然ガス水和物ペレットａは、スラリーポンプ７によって細かに破砕されつつ分解圧力（１．５ＭＰａ）まで昇圧される。
【００１７】
スラリーポンプ７によって昇圧された天然ガス水和物スラリーｃは、配管９を経て再ガス化器１０に導かれる。この再ガス化器１０は、シェルアンドチューブ式熱交換器であり、本体（胴体）１１内に多数の管（チューブ）１２を備えている。そして、多数の管（チューブ）１２内に天然ガス水和物スラリーｃを導入し、管（チューブ）１２外に海水などの熱源水ｄを導入するようになっている。
【００１８】
このシェルアンドチューブ式熱交換器１０の管（チューブ）１２内に導入された天然ガス水和物ペレットａの細粒は、管（チューブ）１２内を通過する間に管（チューブ）１２外に導入された大量の熱源水ｄによって加熱され、天然ガスと水とに連続的に、かつ、高速に分解される。こうして生じた天然ガスと水との２相流は、配管１３を経て気液分離器４に導入され、水ｂと天然ガスｅとに分離される。
【００１９】
分離された天然ガスｅは、調節弁１４及び脱湿器１５を経て配管１６からガス需要側に送出される。脱湿器１５で生じたドレンは、配管１７を経て気液分離器４に戻される。
【００２０】
一方、水側は、天然ガス水和物ペレットａの分解に伴って生成する生成水分だけ水量が増加するため、気液分離器４にて液面制御を行い、余剰分を気液分離器４の底部に配した配管１８により系外に排出する。符号１９は、液面制御用の調節弁である。
【００２１】
ここで、図１中、符号Ａ乃至Ｊの箇所の流体性状は、１実施例として、［表１］に記載の通りである。なお、［表１］中、ＮＧＨＰは、天然ガス水和物ペレット、ＮＧＨは、天然ガスの意味である。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
上記のように、この発明は、循環水ｂに混入させた天然ガス水和物ペレットａをスラリーポンプ７を用いて細かく砕いて天然ガス水和物スラリーｃとした後、この天然ガス水和物スラリーｃをシェルアンドチューブ式熱交換器１０の管（チューブ）１２内に導入し、管（チューブ）１２外側に導入した大量の熱源水ｄによって連続的に加熱することにより、従来のタンク内での水和物の分解に比べて分解速度を大幅に高めることができる。その結果、ガス需要側の需要変動に応じた自由度の大きなガス供給が可能となる。
【００２４】
天然ガス水和物の分解速度は、平衡温度と熱源との温度差、圧力および水和物表面積、水和物周囲の熱伝達率などに影響されるが、天然ガス水和物スラリーをシェルアンドチューブ式熱交換器の管内に導入することにより、熱伝達率を向上させることができるため、従来のタンク内での分解に比べて分解速度が増大する。
【００２５】
上記再ガス化器においては、水和物スラリー入口側が固液２相流、管内中段が固気液３相流、出口側が気液２相流となる。特に、気相割合が増大すると、熱伝達が著しく阻害される。このため、分解圧力が１〜４ＭＰａの場合、再ガス化器１０に導入する天然ガス水和物スラリーｃ中の水和物濃度は、５〜１５ｗｔ％とする必要がある。
【００２６】
また、固液２相流においても、固体の分率（スラリー濃度）が増大すると、流動障害が生ずる。このため、混合器１において、循環水ｂ中に供給する天然ガス水和物ペレットａの量は、３０ｗｔ％以下とする必要がある。
【００２７】
ところで、スラリーポンプ７の動力を節減する方法としては、気液分離器４内の循環水ｂの一部を混合器１に導入して２０〜３０ｗｔ％の天然ガス水和物スラリーｃを作り、再ガス化器１０への導入直前に、エダクター等の混合装置２０を用いて残りの循環水ｂと混合させて所定の水和物濃度（５〜１５ｗｔ％）としてから再ガス化器１０で分解することが考えられる（図２）。
【００２８】
また、高圧（１ＭＰａ以上）で分解する場合は、混合器１内での天然ガス水和物ペレットａの分解を最小限に抑制するために、混合器１に導入する循環水ｂを冷却器２１により氷点付近（２〜３℃）に冷却する（図２）。この場合、冷媒としては、ブラインｆを適用する。
【００２９】
なお、図１の分解装置と同じ機器に同じ符号を付け、詳しい説明については省略する。ただ、図２中、符号２２は、循環ポンプ、２３は、配管１８からエダクター等の混合装置２０に至る配管、２４は、エダクター等の混合装置２０から再ガス化器１０に至る配管を示している。
【００３０】
ここで、図２中、符号Ａ乃至Ｏの箇所の流体性状の１実施例は、［表２］に記載の通りである。なお、［表２］中、ＮＧＨＰは、天然ガス水和物ペレット、ＮＧＨは、天然ガスの意味である。
【００３１】
【表２】
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【００３２】
混合器１内における水和物分解抑制のために循環水ｂを冷却する場合、冷却器２１で除熱した熱量を熱回収ヒートポンプ２５の熱源として４０℃程度の高温熱源を製造することができる。この高温熱源により水和物分解用の熱源水ｄを加熱器２６で予熱することにより、分解速度を更に高めることができる（図３）。
【００３３】
熱源水ｄとして、海水などの温度変動を伴う媒体を使用する場合、この応用例を適用することにより熱源温度が安定化するため、天然ガスの安定供給に有用である。
【００３４】
なお、図１の分解装置と同じ機器に同じ符号を付け、詳しい説明については省略する。ただ、図２中、符号２２は、循環ポンプ、２３は、配管１８からエダクター等の混合装置２０に至る配管、２４は、エダクター等の混合装置２０から再ガス化器１０に至る配管、２７は、冷水供給用貯槽を示している。
【００３５】
ここで、図３中、符号Ａ乃至Ｑの箇所の流体性状の１実施例は、［表３］に記載の通りである。なお、［表３］中、ＮＧＨＰは、天然ガス水和物ペレット、ＮＧＨは、天然ガスの意味である。
【００３６】
【表３】
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【００３７】
【発明の効果】
上記のように、本発明は、ペレット状に成型された天然ガス水和物ペレット及び系内を循環する循環水を導入して天然ガス水和物ペレットと水とを混合する混合器、該混合器で混合された天然ガス水和物ペレットと水との混合物を粉砕・圧送するスラリーポンプ、該スラリーポンプによって圧送されたスラリー状の天然ガス水和物を管内に導入するとともに、管外に熱源水を導入して天然ガス水和物を分解する再ガス化器、該再ガス化器から天然ガスと水の２相流を導入して水と天然ガスとに分離する気液分離器から構成されているので、従来のタンク内での水和物の分解に比べて分解速度を高めることができる。その結果、ガス需要側の需要変動に応じた自由度の大きなガス供給が可能となる。
【００３８】
また、本発明は、循環水の一部を混合器に導入して２０〜３０ｗｔ％の天然ガス水和物スラリーを生成し、当該天然ガス水和物スラリーを、再ガス化器導入前に、エダクター等の混合装置を用いて残りの循環水と混合させ、所定の天然ガス水和物濃度にさせているので、上記の効果に加え、スラリーポンプの動力を節減することができる。
【００３９】
また、本発明は、冷却器で除熱した循環水の熱を回収して再ガス化器に供給する熱源水の予熱に利用しているので、破砕された天然ガス水和物ペレットの分解速度を更に高めることができる。特に、熱源水として、海水などの温度変動を伴う媒体を使用する場合、この方法を適用することにより熱源温度が安定化するため、天然ガスの安定供給に有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る天然ガス水和物ペレットの分解装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係る天然ガス水和物ペレットの分解装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【図３】本発明に係る天然ガス水和物ペレットの分解装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
ａ　天然ガス水和物ペレット
ｂ　循環水
１　混合器
４　気液分離器
７　スラリーポンプ
１０　再ガス化器
１２　管（チューブ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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