(57)【要約】【課題】ガスハイドレートペレットの貯蔵容器における充填率を向上する。【解決手段】ガスハイドレートペレット製造装置を、原料ガスと水とを水和反応させて生成されたガスハイドレートを圧縮成型してそれぞれ異なる径のガスハイドレートペレットを生成する複数のペレタイザー５と、各ペレタイザー５から供給されたガスハイドレートペレットを回転軸６４の軸方向に分散させて放射状に取り付けられた複数の門型羽根６５で攪拌混合する混合装置とで構成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスと水とを水和反応させて生成されたガスハイドレートを圧縮成型してそれぞれ異なる径のガスハイドレートペレットを生成する複数のペレタイザーと、前記各ペレタイザーから供給された前記ガスハイドレートペレットを混合する混合装置とを備えてなるガスハイドレートペレット製造装置。
【請求項２】
前記混合装置は、横型の円筒容器と、該円筒容器の軸方向に挿通された回転軸と、該回転軸の外周面に取り付けられた羽根部材と、前記円筒容器の一端に設けられ前記ガスハイドレートペレットが供給される供給口と、前記横型容器の他端に設けられ前記ガスハイドレートペレットが排出される排出口とを備えてなることを特徴とする請求項１に記載のガスハイドレートペレット製造装置。
【請求項３】
前記羽根部材は、門型に曲折して形成された複数の棒状部材の一対の脚部がそれぞれ前記回転軸の軸方向に分散させて軸周りに放射状に取り付けられてなる門型羽根又は前記回転軸の軸方向に向けて一体に形成された螺旋状のスクリュー羽根であることを特徴とする請求項２に記載のガスハイドレートペレット製造装置。
【請求項４】
前記混合装置は、前記円筒容器の底部から供給した冷却ガスを前記円筒容器の上部から抜き出し冷却器を通して前記円筒容器の底部に循環する冷却ガス循環ブロワーを備えてなることを特徴とする請求項２又は３に記載のガスハイドレートペレット製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料ガスと水とを水和反応させて生成されたガスハイドレートを圧縮成型してペレット化するガスハイドレートペレット製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスハイドレートは、水分子の作る籠の中にガスを取り込んだ構造の固形の水和物であり、−２０数℃〜−１０数℃の大気圧下で安定することから、例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ）に代わる天然ガスの輸送及び貯蔵の手段として利用する研究が進められている。
【０００３】
このようなガスハイドレートの生成方法としては、特許文献１に記載されているように、まず、第１生成器で原料ガスと水とを反応させて比較的水分を多く含むガスハイドレートスラリーを生成し、脱水器でガスハイドレートスラリーから水分を分離した後、第２生成器で脱水後のガスハイドレートに再度原料ガスを供給して、原料ガスと未反応の水分とを反応させて粉状のガスハイドレートとすることが知られている。
【０００４】
また、特許文献１には、このようにして生成された粉状のガスハイドレートを冷却器で所定の低温まで冷却し、脱圧器で大気圧まで脱圧した後に、ペレット製造装置でガスハイドレートを所定の大きさ、形状のガスハイドレートペレットに成型して貯蔵容器に貯蔵することが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６３６７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の技術は、粉状ガスハイドレートをガスハイドレートペレットに成型することによるガスハイドレート輸送時の利便性については考慮されているが、ガスハイドレートペレットを貯蔵容器に貯蔵した際の充填率について配慮されていないという問題がある。
【０００７】
すなわち、特許文献１には、粉状ガスハイドレートの具体的な成型手段及び成型されたガスハイドレートペレットの具体的な貯蔵手段については何ら記載がされていない。そこで、例えば、粉状ガスハイドレートを球状又は楕円球状などのペレットに成型して、そのまま貯蔵容器に貯蔵することが考えられるが、これでは貯蔵容器内のガスハイドレートペレット間に空隙が生じるので充填率が良いとは言えない。
【０００８】
本発明は、ガスハイドレートペレットの貯蔵容器における充填率を向上することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明のガスハイドレートペレット製造装置は、原料ガスと水とを水和反応させて生成されたガスハイドレートを圧縮成型してそれぞれ異なる径のガスハイドレートペレットを生成する複数のペレタイザーと、各ペレタイザーから供給されたガスハイドレートペレットを混合する混合装置とを備えてなることを特徴とする。
【００１０】
すなわち、複数のペレタイザーによりそれぞれ径の異なるガスハイドレートペレットを生成し、これらのガスハイドレートペレットを混合装置において混合することにより、小さな径のガスハイドレートペレットが大きな径のガスハイドレートペレット間に生じる空隙に充填されることとなる。したがって、ガスハイドレートペレットの貯蔵容器における充填率を向上することができる。
【００１１】
この場合、混合装置は、横型の円筒容器と、円筒容器の軸方向に挿通された回転軸と、回転軸の外周面に取り付けられた羽根部材と、円筒容器の一端に設けられガスハイドレートペレットが供給される供給口と、横型容器の他端に設けられガスハイドレートペレットが排出される排出口とを備えてなるのが望ましい。さらに、羽根部材は、門型に曲折して形成された複数の棒状部材の一対の脚部がそれぞれ回転軸の軸方向に分散させて軸周りに放射状に取り付けられてなる門型羽根又は回転軸の軸方向に向けて一体に形成された螺旋状のスクリュー羽根とすることが望ましい。
【００１２】
これによれば、供給口から供給されたそれぞれ径の異なるガスハイドレートペレットは、門型羽根又はスクリュー羽根によって攪拌混合されながら排出口まで搬送されるので、より確実に大きな径のガスハイドレートペレット間の空隙に小さな径のガスハイドレートペレットが充填される。したがって、ガスハイドレートペレットの貯蔵容器における充填率を向上することができる。
【００１３】
また、混合装置は、円筒容器の底部から供給した冷却ガスを円筒容器の上部から抜き出し冷却器を通して円筒容器の底部に循環する冷却ガス循環ブロワーを備えてなることが望ましい。
【００１４】
これによれば、門型羽根又はスクリュー羽根の回転により各ガスハイドレートペレットが攪拌されるので、混合の作用に加えて冷却ガスによる冷却の作用も促進される。したがって、ガスハイドレートペレットの貯蔵容器における充填率を向上するとともに、ガスハイドレートペレットを所望の温度まで冷却することができる。その結果、混合装置と冷却器を別々に設けず一体として設けることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ガスハイドレートペレットの貯蔵容器における充填率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を適用してなるガスハイドレートペレット製造装置の実施形態を、図１〜図４を用いて説明する。図１は、本発明のガスハイドレートペレット製造装置を適用してなるガスハイドレートペレット製造プラントの全体構成を示す図である。なお、本実施形態は、原料ガスとして天然ガスを用いた天然ガスハイドレート（以下、ＮＧＨという。）ペレットを製造するプラントとして説明するが、本発明は天然ガスに限らず、他の原料ガスのハイドレートペレット製造にも適用できる。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態のハイドレートペレット製造プラント１は、ＮＧＨスラリーを生成する第１生成器２と、第１生成器２で生成されたＮＧＨスラリーから水分を分離する脱水器３と、脱水器３で脱水されたＮＧＨスラリーをさらに高濃度化する第２生成器４と、第２生成器４で得られたＮＧＨスラリーをそれぞれ異なる径で圧縮成型してＮＧＨペレットを生成する高圧ペレタイザー５ａ及び５ｂと、高圧ペレタイザー５ａ及び５ｂからそれぞれ排出される径の異なるＮＧＨペレットを混合しながら冷却するＮＧＨペレット混合冷却装置６と、混合冷却されたＮＧＨペレットを大気圧まで脱圧するＮＧＨペレット脱圧器７と、ＮＧＨペレット貯蔵タンク８などを備えて構成されている。第１生成器２からＮＧＨペレット混合冷却装置６までは、いずれも所定の高圧（例えば、３〜１０ＭＰａ）で、かつ所定の低温（例えば、０℃〜１０℃）に保持されている。
【００１８】
第１生成器２では、高圧の原料ガス（天然ガス）と高圧の水が導入されると、第１生成器２内の低温高圧条件下で反応してスラリー状のＮＧＨが生成される。このとき、第１生成器２内では水中に天然ガスをバブリングさせながら攪拌機によって攪拌することで反応が促進される。また、ＮＧＨの生成は発熱を伴うことから、ＮＧＨスラリーは、第１生成器２の底部から循環スラリーポンプ等で抜き出され、熱交換器で冷却された後に第１生成器２に戻される。さらに、未反応の天然ガスと後段の装置で回収された水は、各々原料ガス、原料水として第１生成器２で再利用される。このようにして第１生成器２で生成されたＮＧＨスラリーは、スラリー移送ポンプ等によって連続的に抜き出され、脱水器３に供給される。
【００１９】
脱水器３は、縦型の円筒容器であり、ＮＧＨスラリーはその底部に供給される。ＮＧＨは水より比重が小さいため脱水器３中を上昇し、その上部よりスクリューフィーダーなどでさらに下流の第２生成器４へ送給される。一方水は、脱水器３の途中に設けられた金網や多孔板で形成される水抜き部から脱水器３の外へ排出される。
【００２０】
第２生成器４では、脱水器３で脱水されたＮＧＨスラリーに天然ガスを吹き込みながら流動させることで、さらにＮＧＨの生成反応を促進させ、ＮＧＨスラリーを高濃度化する。ここで吹き込む天然ガスは、通常、第２生成器４から排出された後、熱交換器で冷却され循環ガスブロワー等で第２生成器４に再度供給される。また、その際、天然ガスと同伴して流出するＮＧＨ粉末は、サイクロン等で捕集された後、第２生成器４に戻される。
【００２１】
このようにして得られたＮＧＨは、その下流側の高圧ペレタイザー５ａ及び５ｂにスクリューフィーダー等で供給される。
【００２２】
次に、高圧ペレタイザー５ａ及び５ｂを図２により説明する。高圧ペレタイザー５ａ及び５ｂは共に、容器５０と、複数の成形型５１を有する２つのロール５２と、ロール５２を回転駆動するモータ５３などで構成されている。ここで、高圧ペレタイザー５ａの成形型５１ａと高圧ペレタイザー５ｂの成形型５１ｂは互いに径が異なっており、例えば、成形型５１ａの径を５０ｍｍ〜７０ｍｍ、成形型５１ｂの径を５ｍｍ〜２０ｍｍとするのが好ましい。なお、図示していないが、容器５０の外周は、ジャケットで包囲されており、ジャケットに冷媒を循環することにより容器５０内は所定の低温に保たれている。
【００２３】
第２生成器４から排出機３０を介して供給されたＮＧＨスラリーは、高圧ペレタイザー５ａ及び５ｂのそれぞれにおいて、図示矢印方向５５に回転する２つのロール５２に圧縮されながら下方に押し出され、２つのロール５２が略接触する部分の２つの成形型５１によって形づけられたＮＧＨペレットとなり、容器５０の下部から排出される。
【００２４】
高圧ペレタイザー５ａ及び５ｂからそれぞれ供給されたＮＧＨペレットは、ＮＧＨペレット混合冷却装置６に供給される。
【００２５】
次に、ＮＧＨペレット混合冷却装置６について図２〜図４を用いて詳細に説明する。ＮＧＨペレット混合冷却装置６は、横型の円筒容器６０を備え、円筒容器６０の一端の上部にＮＧＨペレット供給口６１が設けられ、他端の底部にＮＧＨペレット排出口６２が設けられている。この円筒容器６０内に、モータ６３により回転される回転軸６４が円筒容器６０の軸方向に挿通されて回転可能に軸支されている。この回転軸６４の軸周りには、軸方向に分散させて放射状に取り付けられた複数の門型羽根６５が備えられている。
【００２６】
この門型羽根６５は、棒状部材を曲折して門型に形成され、その門型の一対の脚部を回転軸６４の軸方向に向けて、回転軸の外周面に取り付けられている。この門型羽根６５は、図２に示すように、一対の門型羽根６５を回転軸６４に対称に取り付けるとともに、軸方向にずれた門型羽根６５の相互の取り付け角度を、例えば、９０°又は６０°などという具合にずらして取り付けることができる。また、門型羽根６５に代えて、図３に示すように、棒状部材の先端に短い棒状又は板状の部材を固定して形成した、いわゆるＴ型（ハンマ型）羽根６６を用いることができる。特に、門型羽根６５とＴ型羽根６６を組み合わせることにより、一層良い撹拌効果を実現できる。
【００２７】
さらに、門型羽根６５及びＴ型羽根６６以外にも、例えば、回転軸６４の軸方向に向けて一体に形成された螺旋状のスクリュー羽根などを用いることも可能である。
【００２８】
また、複数の門型羽根６５の間に、円筒容器６０の内径よりも小径のじゃま板６７が適宜位置（図示例では２箇所）に回転軸６４に固定して設けられている。さらに、ＮＧＨペレット排出口６２よりもＮＧＨペレット供給口６１側に寄った位置に、円筒容器６０の底面から起立させて半円形状の堰板６８が設けられている。
【００２９】
円筒容器６０には、冷却器６９を介して原料ガスである天然ガス（ＮＧ）が供給されるようになっている。冷却器６９には、図示していない冷凍装置から冷媒が循環され、これによって円筒容器６０に供給する原料ガスを所定の温度（例えば、−４０℃〜−２５℃）に冷却するようになっている。また、円筒容器６０の上部から容器内の原料ガスを抜き出す冷却ガス循環ブロワー７０が設けられており、冷却ガス循環ブロワー７０により抜き出された原料ガスは冷却器７１を介して散気手段７２に供給されるようになっている。散気手段７２は、例えば１本または複数本の管路の管壁に複数の細孔を形成して構成され、円筒容器６０内の底面と門型羽根６５の先端との隙間に、円筒容器６０の軸方向に延在させて配置されている。
【００３０】
さらに、円筒容器６０の円筒部の外周はジャケット７３で包囲されており、ジャケット７３の内部に図示していない冷凍装置から冷媒を循環供給することにより円筒容器６０内は所定の温度に冷却されるようになっている。なお、円筒容器６０内は、上流の工程と同様に所定の高圧（例えば、３〜１０ＭＰａ）に保たれている。
【００３１】
高圧ペレタイザー５ａ及び５ｂからＮＧＨペレット混合冷却装置６に供給されたそれぞれ径の異なるＮＧＨペレットは、円筒容器６０内で、門型羽根６５によって攪拌混合されながら序々にＮＧＨペレット排出口６２の側へ搬送される。また、各ＮＧＨペレットは、攪拌されながら搬送される過程で、散気手段７２から散気され冷却器７１によって冷却された天然ガスと熱交換することにより所望の温度まで冷却される。ここで、堰板６８は、円筒容器６０内に保持するＮＧＨペレットの量を一定値に確保することによって、円筒容器６０内でのＮＧＨペレットと冷却ガスとの接触効率及び径の異なるＮＧＨペレット相互の攪拌混合を促進している。したがって、堰板６８の高さは、ＮＧＨペレットの冷却具合及び径の異なるＮＧＨペレット相互の混合具合に応じて設定される。
【００３２】
このようにして攪拌混合されながら、かつ所望の温度まで冷却されたＮＧＨペレットは、ＮＧＨペレット排出口６２から排出され、ＮＧＨペレット脱圧器７に供給される。そして、ＮＧＨペレット脱圧器７で大気圧まで脱圧されて製品としてのＮＧＨペレットとなり、ＮＧＨペレット貯蔵タンク８に貯蔵される。なお、図示していないが、ＮＧＨペレット脱圧器７及びＮＧＨペレット貯蔵タンク８の外周はジャケット又はトレース等で包囲されており、ジャケットに冷媒を循環することによりＮＧＨペレット脱圧器７内及び貯蔵タンク８内は所定の低温に保たれている。
【００３３】
以上、説明してきたようにそれぞれ径の異なるＮＧＨペレットは、攪拌されることによって、同じ径のＮＧＨペレット同士が偏ることなく、異径のＮＧＨペレットが互いに混在するようになる。これにより、径の大きいＮＧＨペレット相互間の空隙及び径の大きいＮＧＨペレットとＮＧＨペレット貯蔵タンク８の壁面との間に生じた空隙に径の小さいＮＧＨペレットが充填されることとなり、ＮＧＨペレット貯蔵タンク８に貯蔵した時のＮＧＨペレットの充填率を向上することができる。
【００３４】
なお、本実施例においては、それぞれ径の異なるＮＧＨペレットを生成する高圧ペレタイザー５を２つ設けた場合を例に説明したが、これに限らず、ＮＧＨペレットのＮＧＨペレット貯蔵タンク８における充填率及び輸送時の利便性などを考慮して適宜数を増やすことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明のガスハイドレートペレット製造装置を適用してなるガスハイドレートペレット製造プラントの全体構成を示す図である。
【図２】本発明のガスハイドレートペレット製造装置を詳細に説明する図である。
【図３】本実施形態の門型羽根の具体的な一実施形態を説明する図である。
【図４】本実施形態の門型羽根に代わる他の実施形態を説明する図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  ハイドレートペレット製造プラント
５  高圧ペレタイザー
６  ＮＧＨペレット混合冷却装置
６０  円筒容器
６１  ＮＧＨペレット供給口
６２  ＮＧＨペレット排出口
６４  回転軸
６５  門型羽根
７０  冷却ガス循環ブロワー
７１  冷却器
【図１】
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【図２】
2007254503.tif 000004
【図３】
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【図４】
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