ガスハイドレートの脱水装置
【課題】 簡単な構造であり、かつ小型であるガスハイドレートスラリーの脱水装置を提供する。
【解決手段】 脱水塔は、下端が閉止され中間部に濾過部を有し上端が開放された外筒と、この外筒内に下端が開放され中間部に濾過部を有し上端が閉止された内筒を二重管状に配置し、前記外筒の下方よりガスハイドレートスラリーを導入すると共に、この外筒と内筒の略中間部に設けた排水部にて該スラリーより未反応水を排出し、上端の開放部より脱水されたガスハイドレートを排出する。
【解決手段】 脱水塔は、下端が閉止され中間部に濾過部を有し上端が開放された外筒と、この外筒内に下端が開放され中間部に濾過部を有し上端が閉止された内筒を二重管状に配置し、前記外筒の下方よりガスハイドレートスラリーを導入すると共に、この外筒と内筒の略中間部に設けた排水部にて該スラリーより未反応水を排出し、上端の開放部より脱水されたガスハイドレートを排出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱水装置、より詳しくは、ガスと水とを反応させて生成したガスハイドレート（スラリー状のガスハイドレート）を、中間部に濾過部を設けた筒状の脱水塔に導入して、この脱水塔の下方から上方に向けて上昇させ、この上昇中に前記濾過部から塔外に未反応水を流出させるようにした所謂重力脱水式の脱水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近来、クリーンなエネルギーとして、天然ガスの利用が盛んになっている。そして、この天然ガスの輸送や貯蔵を効率的に行うため、この天然ガスと水とを反応させてガスハイドレートを生成しすることが注目されている。このガスハイドレートは、所定の圧力（例えば、５．４ＭＰａ）と温度（例えば、４℃）でメタン等の天然ガスと水とを接触反応させてガスハイドレートを生成するが、この段階でのガスハイドレートは、未反応の水に含まれる所謂スラリーであり、このスラリーから未反応の水を分離（脱水）することが必要になってくる。
【０００３】
このようなことから、ガスハイドレートから未反応の水を脱水するための脱水装置が種々提案されている。その一つとして、本出願人は、濾過部を有する外筒と内筒とより二重管構造の脱水塔として脱水効率を高め、もって脱水装置の小型化を計ることを先に特開２００６−２５７３５９号として提案した。
【特許文献１】特開２００６−２５７３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記した二重管構造の脱水塔においては、外筒と内筒のそれぞれの濾過部で脱水されたガスハイドレートは、この外筒と内筒の上部に達しここから内筒内を破砕装置により破砕されながら落下しその下部から取り出されるようになっているため、構造的に満足できるような小型化を図ることが出来ずまた下部にガスハイドレートの取出装置やスラリーの導入管路また反応水の排出管路等が集中して配置されるため構造が複雑になるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、その脱水塔は、
１） 下端が閉止され中間部に濾過部を有し上端が開放された外筒と、この外筒内に下端が開放され中間部に濾過部を有し上端が閉止された内筒を二重管状に配置し、前記外筒の下方よりガスハイドレートスラリーを導入すると共に、この外筒と内筒の略中間部に設けた排水部にて該スラリーより未反応水を排出し、上端の開放部より脱水されたガスハイドレートを排出することを特徴とする。
【０００６】
２） 前記外筒の外面側または／および内筒の内面側に水を流下させることを特徴とする。
【０００７】
そして、本発明に係る脱水装置は、
３） 前記脱水塔を高圧容器の内部に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１にかかる発明によれば、外筒の外側と内側とからガスハイドレートに含まれる未反応水が排水されるようになるので、外筒中心側に位置するガスハイドレートの含水率が低下し、結果、脱水率の高いガスハイドレートが得られる。
【０００９】
また、外筒の外側と内側とより未反応水が排水されるので、外側のみで脱水していた従来の脱水塔よりも小型の脱水塔とすることができる。そして、ガスハイドレートスラリーを脱水塔に圧送するスラリーポンプの運転動力も軽減される。
【００１０】
請求項２にかかる発明によれば、脱水塔の濾過部にガスハイドレートが目詰まりする前に洗い流されるようになるので、前記濾過部の目詰まりによる脱水効率の低下が防止され、目詰まりをメンテナンスする回数が激減すると共に、メンテナンスによる装置の停止といったことが防止される。よって、脱水効率の低下と生産性の低下が防止され、常に一定の品質のガスハイドレートを一定の量生産し続けることができる。
【００１１】
請求項３にかかる発明によれば、原料ガスと原料水とを高圧雰囲気で反応させて生成したガスハイドレートスラリーは、前記高圧状態で脱水塔にスラリーポンプ等を介して導入されているが、脱水塔自体を前記高圧状態に保持された高圧容器内に配置したので、脱水塔自体を耐圧構造とする必要がなくなるので、従来の脱水塔を製作する容量で製作することができ、製作コストが増加することがない。また、脱水塔自体は耐圧性を持たせる必要がないので、運転条件等に合わせて容易に改良することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図１乃至図２に基づき本発明による脱水装置の実施態様について説明する。
【００１３】
図１において、脱水装置Ａは、高圧容器１内に脱水塔２が配置されて構成されている。詳述すれば、脱水塔２は、中間部にそれぞれ濾過部３を有する外筒４と濾過部５を有する内筒６とが、間隔Ｌ１を有するように配置して区画７を形成し、あたかも二重管のようになっている。
【００１４】
前記区画７の上部は開放されると共に下部には底板８が設けられて閉止されている。そして、この区画７の下部には図１にも示されるようにスラリー供給管９が接続され、このスラリー供給管９からガスハイドレートスラリーＳが区画７内に供給されるようになっており、この区画７がガスハイドレートスラリーＳの流路となっている。
【００１５】
前記外筒４に形成された濾過部３は、ガスハイドレートスラリーに含まれるガスハイドレート結晶が流出しない程度の大きさの小孔が多数設けられており、スラリー中の未反応水が排水されるようになっている。
【００１６】
前記濾過部３の外側上部には第一の噴霧ヘッダ１０が取り付けられ、この噴霧ヘッダ１０に第一の給水管１１から水もしくは未反応水の一部の水ｗが供給され、この水ｗは濾過部３を流下するときにこの濾過部３に堆積しようとするガスハイドレートｈを剥離しその目詰まりを防止するようになっている。
【００１７】
内筒６の上端は閉鎖部材１２により閉鎖されるとともにその下端は開放して外筒４の外部と内筒６の内部とを連通させて水槽１５が形成されている。そして、内筒６の内部でかつ濾過部５の上部には、図３に示されるように第二の噴霧ヘッダ１３が取り付けられ、この第二の噴霧ヘッダ１３に第二の給水管１４から未反応水の一部の水ｗが供給され、この水ｗは濾過部５を流下するときにこの濾過部５に堆積しようとするガスハイドレートｈを剥離しその目詰まりを防止するようになっている。
【００１８】
このように構成された脱水塔２は、高圧容器１内に所定の間隔Ｌ２を有し区画１６を形成するように図示しない支持部材により取り付けられると共に、その上部においては円環状の閉鎖板１７により区画１６が区分されている。このようにして、区画１６の下部には水槽１５の一部が形成されるとともにこの区画１６の閉鎖板１７より上部は区画１８となっている。
【００１９】
高圧容器１内に配置された脱水塔２の上部（区画１８）には掻出払出装置１９が設けられており、この掻出払出装置１９は、電動機の如き駆動装置２０とスクレーパー２１とスクリューコンベア２２とにより構成され、脱水塔２の上部に上昇してきたガスハイドレートｈをスクレーパー２１により掻き出してスクリューコンベア２２に供給し、このスクリューコンベア２２を図示しない駆動装置により駆動して後流側に配置される例えば成形装置に供給する。
【００２０】
水槽１５内に流入した未反応の水ｗは、排水ポンプ２３により吸水され排水管２４を経て第一の生成器（図示せず）に供給される。もちろんこの排水ポンプ２３は、液位検出器２５の信号により制御され、水槽１５の液面が常に所定の範囲に維持されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による脱水装置の実施態様を示す側断面概略図である。
【図２】本発明による脱水装置の平断面概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 高圧容器
２ 脱水塔
３、５ 濾過部
４ 外筒
６ 内筒
７，１６ 区画
８ 底板
９ スラリー供給管
１０ 第一の噴霧ヘッダ
１１ 第一の給水管
１２ 閉鎖部材
１３ 第二の噴霧ヘッダ
１４ 第二の給水管
１５ 水槽
１７ 閉鎖板
１９ 掻出装置
２０ 駆動装置
２１ スクレーパー
２２ スクリューコンベア
２３ 排水ポンプ
２４ 排水管
２５ 液位検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脱水装置、より詳しくは、ガスと水とを反応させて生成したガスハイドレート（スラリー状のガスハイドレート）を、中間部に濾過部を設けた筒状の脱水塔に導入して、この脱水塔の下方から上方に向けて上昇させ、この上昇中に前記濾過部から塔外に未反応水を流出させるようにした所謂重力脱水式の脱水装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近来、クリーンなエネルギーとして、天然ガスの利用が盛んになっている。そして、この天然ガスの輸送や貯蔵を効率的に行うため、この天然ガスと水とを反応させてガスハイドレートを生成しすることが注目されている。このガスハイドレートは、所定の圧力（例えば、５．４ＭＰａ）と温度（例えば、４℃）でメタン等の天然ガスと水とを接触反応させてガスハイドレートを生成するが、この段階でのガスハイドレートは、未反応の水に含まれる所謂スラリーであり、このスラリーから未反応の水を分離（脱水）することが必要になってくる。
【０００３】
このようなことから、ガスハイドレートから未反応の水を脱水するための脱水装置が種々提案されている。その一つとして、本出願人は、濾過部を有する外筒と内筒とより二重管構造の脱水塔として脱水効率を高め、もって脱水装置の小型化を計ることを先に特開２００６−２５７３５９号として提案した。
【特許文献１】特開２００６−２５７３５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記した二重管構造の脱水塔においては、外筒と内筒のそれぞれの濾過部で脱水されたガスハイドレートは、この外筒と内筒の上部に達しここから内筒内を破砕装置により破砕されながら落下しその下部から取り出されるようになっているため、構造的に満足できるような小型化を図ることが出来ずまた下部にガスハイドレートの取出装置やスラリーの導入管路また反応水の排出管路等が集中して配置されるため構造が複雑になるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記したような従来の問題点を解決するためになされたものであって、その脱水塔は、
１） 下端が閉止され中間部に濾過部を有し上端が開放された外筒と、この外筒内に下端が開放され中間部に濾過部を有し上端が閉止された内筒を二重管状に配置し、前記外筒の下方よりガスハイドレートスラリーを導入すると共に、この外筒と内筒の略中間部に設けた排水部にて該スラリーより未反応水を排出し、上端の開放部より脱水されたガスハイドレートを排出することを特徴とする。
【０００６】
２） 前記外筒の外面側または／および内筒の内面側に水を流下させることを特徴とする。
【０００７】
そして、本発明に係る脱水装置は、
３） 前記脱水塔を高圧容器の内部に配置したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１にかかる発明によれば、外筒の外側と内側とからガスハイドレートに含まれる未反応水が排水されるようになるので、外筒中心側に位置するガスハイドレートの含水率が低下し、結果、脱水率の高いガスハイドレートが得られる。
【０００９】
また、外筒の外側と内側とより未反応水が排水されるので、外側のみで脱水していた従来の脱水塔よりも小型の脱水塔とすることができる。そして、ガスハイドレートスラリーを脱水塔に圧送するスラリーポンプの運転動力も軽減される。
【００１０】
請求項２にかかる発明によれば、脱水塔の濾過部にガスハイドレートが目詰まりする前に洗い流されるようになるので、前記濾過部の目詰まりによる脱水効率の低下が防止され、目詰まりをメンテナンスする回数が激減すると共に、メンテナンスによる装置の停止といったことが防止される。よって、脱水効率の低下と生産性の低下が防止され、常に一定の品質のガスハイドレートを一定の量生産し続けることができる。
【００１１】
請求項３にかかる発明によれば、原料ガスと原料水とを高圧雰囲気で反応させて生成したガスハイドレートスラリーは、前記高圧状態で脱水塔にスラリーポンプ等を介して導入されているが、脱水塔自体を前記高圧状態に保持された高圧容器内に配置したので、脱水塔自体を耐圧構造とする必要がなくなるので、従来の脱水塔を製作する容量で製作することができ、製作コストが増加することがない。また、脱水塔自体は耐圧性を持たせる必要がないので、運転条件等に合わせて容易に改良することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図１乃至図２に基づき本発明による脱水装置の実施態様について説明する。
【００１３】
図１において、脱水装置Ａは、高圧容器１内に脱水塔２が配置されて構成されている。詳述すれば、脱水塔２は、中間部にそれぞれ濾過部３を有する外筒４と濾過部５を有する内筒６とが、間隔Ｌ１を有するように配置して区画７を形成し、あたかも二重管のようになっている。
【００１４】
前記区画７の上部は開放されると共に下部には底板８が設けられて閉止されている。そして、この区画７の下部には図１にも示されるようにスラリー供給管９が接続され、このスラリー供給管９からガスハイドレートスラリーＳが区画７内に供給されるようになっており、この区画７がガスハイドレートスラリーＳの流路となっている。
【００１５】
前記外筒４に形成された濾過部３は、ガスハイドレートスラリーに含まれるガスハイドレート結晶が流出しない程度の大きさの小孔が多数設けられており、スラリー中の未反応水が排水されるようになっている。
【００１６】
前記濾過部３の外側上部には第一の噴霧ヘッダ１０が取り付けられ、この噴霧ヘッダ１０に第一の給水管１１から水もしくは未反応水の一部の水ｗが供給され、この水ｗは濾過部３を流下するときにこの濾過部３に堆積しようとするガスハイドレートｈを剥離しその目詰まりを防止するようになっている。
【００１７】
内筒６の上端は閉鎖部材１２により閉鎖されるとともにその下端は開放して外筒４の外部と内筒６の内部とを連通させて水槽１５が形成されている。そして、内筒６の内部でかつ濾過部５の上部には、図３に示されるように第二の噴霧ヘッダ１３が取り付けられ、この第二の噴霧ヘッダ１３に第二の給水管１４から未反応水の一部の水ｗが供給され、この水ｗは濾過部５を流下するときにこの濾過部５に堆積しようとするガスハイドレートｈを剥離しその目詰まりを防止するようになっている。
【００１８】
このように構成された脱水塔２は、高圧容器１内に所定の間隔Ｌ２を有し区画１６を形成するように図示しない支持部材により取り付けられると共に、その上部においては円環状の閉鎖板１７により区画１６が区分されている。このようにして、区画１６の下部には水槽１５の一部が形成されるとともにこの区画１６の閉鎖板１７より上部は区画１８となっている。
【００１９】
高圧容器１内に配置された脱水塔２の上部（区画１８）には掻出払出装置１９が設けられており、この掻出払出装置１９は、電動機の如き駆動装置２０とスクレーパー２１とスクリューコンベア２２とにより構成され、脱水塔２の上部に上昇してきたガスハイドレートｈをスクレーパー２１により掻き出してスクリューコンベア２２に供給し、このスクリューコンベア２２を図示しない駆動装置により駆動して後流側に配置される例えば成形装置に供給する。
【００２０】
水槽１５内に流入した未反応の水ｗは、排水ポンプ２３により吸水され排水管２４を経て第一の生成器（図示せず）に供給される。もちろんこの排水ポンプ２３は、液位検出器２５の信号により制御され、水槽１５の液面が常に所定の範囲に維持されるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による脱水装置の実施態様を示す側断面概略図である。
【図２】本発明による脱水装置の平断面概略図である。
【符号の説明】
【００２２】
１ 高圧容器
２ 脱水塔
３、５ 濾過部
４ 外筒
６ 内筒
７，１６ 区画
８ 底板
９ スラリー供給管
１０ 第一の噴霧ヘッダ
１１ 第一の給水管
１２ 閉鎖部材
１３ 第二の噴霧ヘッダ
１４ 第二の給水管
１５ 水槽
１７ 閉鎖板
１９ 掻出装置
２０ 駆動装置
２１ スクレーパー
２２ スクリューコンベア
２３ 排水ポンプ
２４ 排水管
２５ 液位検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスと原料水とを反応させて生成したガスハイドレートの脱水塔であって、
この脱水塔は、下端が閉止され中間部に濾過部を有し上端が開放された外筒と、この外筒内に下端が開放され中間部に濾過部を有し上端が閉止された内筒を二重管状に配置し、
前記外筒の下方よりガスハイドレートスラリーを導入すると共に、この外筒と内筒の略中間部に設けた排水部にて該スラリーより未反応水を排出し、上端の開放部より脱水されたガスハイドレートを排出することを特徴とするガスハイドレートの脱水塔。
【請求項２】
前記外筒の外面側または／および内筒の内面側に水を流下させることを特徴とする請求項１記載のガスハイドレートの脱水塔。
【請求項３】
請求項１又は２記載の脱水塔を高圧容器の内部に配置したことを特徴とするガスハイドレートの脱水装置。
【請求項１】
原料ガスと原料水とを反応させて生成したガスハイドレートの脱水塔であって、
この脱水塔は、下端が閉止され中間部に濾過部を有し上端が開放された外筒と、この外筒内に下端が開放され中間部に濾過部を有し上端が閉止された内筒を二重管状に配置し、
前記外筒の下方よりガスハイドレートスラリーを導入すると共に、この外筒と内筒の略中間部に設けた排水部にて該スラリーより未反応水を排出し、上端の開放部より脱水されたガスハイドレートを排出することを特徴とするガスハイドレートの脱水塔。
【請求項２】
前記外筒の外面側または／および内筒の内面側に水を流下させることを特徴とする請求項１記載のガスハイドレートの脱水塔。
【請求項３】
請求項１又は２記載の脱水塔を高圧容器の内部に配置したことを特徴とするガスハイドレートの脱水装置。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−２４８１９３（Ｐ２００８−２４８１９３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９４０２６（Ｐ２００７−９４０２６）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８〜１９年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、高効率天然ガスハイドレート製造利用システム技術実証研究の委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１８〜１９年度、独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構、高効率天然ガスハイドレート製造利用システム技術実証研究の委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５９０２）三井造船株式会社 (1,723)
【出願人】（０００２１１３０７）中国電力株式会社 (6,505)
【Ｆターム（参考）】
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