説明

ガスハイドレートペレット成形機の運転方法

【課題】必要最小限の水によってペレタイザを収納している収納容器内の温度管理を行なう一方、成形ロールの圧搾部から漏れ出るガスハイドレートスラリーを排出させる。
【解決手段】ペレタイザ3から漏れ出るガスハイドレートスラリーsを受ける収納容器1内の受け皿4に所定の温度に調整された水wを給水し、この給水wの水温t1 (℃)と受け皿4から流出した混合水w’の水温t2 (℃)の温度差Δt(℃)による通水の熱量変化Δq(J/sec)から、ペレタイザ3から漏れ出たガスハイドレートスラリーs中のガスハイドレート量Q(g/sec)を検知し、このガスハイドレート量に見合うように受け皿4に供給する給水量M(m3 /min)を制御する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガスハイドレートペレット成形機の運転方法、更に詳しくは、必要最小限の水によってペレタイザを収納している収納容器内の温度管理を行なう一方、成形ロールの圧搾部から漏れ出るガスハイドレートスラリーを排出させることができるガスハイドレートペレット成形機の運転方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
ガスハイドレートの生成条件と同様の高圧下でガスハイドレートペレットを成形するペレタイザの場合、ガスハイドレートペレット成形時の温度管理は、ペレタイザを収納している収納容器の表面に設置した温水トレース配管に温水を流すことによって目標となる温度近傍となるように行なっていた。
【0003】
しかし、このような温度管理の場合は、ガスハイドレートペレット成形時の設定温度に近づけること、あるいは、ガスハイドレートペレット成形時の設定温度を変更することが極めて難しく、また、可能であったとしても著しく時間がかかる。
【0004】
他方、ペレタイザを収納している収納容器内には、ペレタイザによるガスハイドレートペレット成形時に、ペレタイザを構成している一対の成形ロールの圧搾部(一対の成形ロールのガスハイドレート粉体噛込部)からスラリーが漏れ出る場合を想定して一定量の水を流しているが、実際に漏れ出るスラリー量に見合った水量とすることが難しく、漏れ出たスラリーを流出させる多量の水を流した場合、水が保有している熱の損失が大きくなるという問題がある。
【0005】
ところで、樹脂に金属を混合することによって得られる比重の大きな樹脂をペレット化する発明が提案されているが(例えば、特許文献1参照。)、この発明は、押出機の押出口から押し出される比重の大きな樹脂が落下しないように前記押出口へ冷風を吹きつけるようにしているに過ぎない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開平11−48242号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、必要最小限の水によってペレタイザを収納している収納容器内の温度管理を行なう一方、成形ロールの圧搾部から漏れ出るガスハイドレートスラリーを排出させることができるガスハイドレートペレット成形機の運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本願の請求項1に係るガスハイドレートペレット成形機の運転方法は、ペレタイザから漏れ出るガスハイドレートスラリーを受ける収納容器内の受け皿に所定の温度に調整された水を給水し、この給水の水温t1 (℃)と受け皿から排出した混合水の水温t2 (℃)の温度差Δt(℃)による通水の熱量変化Δq(J/sec)から、ペレタイザから漏れ出たガスハイドレートスラリー中のガスハイドレート量Q(g/sec)を検知し、このガスハイドレート量に見合うように受け皿に供給する給水量M(m3 /min)を制御することを特徴とすることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、ペレタイザから漏れ出るガスハイドレートスラリーを受ける収納容器内の受け皿に所定の温度に調整された水を直接供給することにより、収納容器内の雰囲気温度を自由に設定し、容易にかつ短時間で温度制御が行なえるようになる。
【0010】
また、受け皿に供給する給水の水温t1 (℃)と受け皿から排出した混合水の水温t2 (℃)の温度差Δt(℃)による通水の熱量変化Δq(J/sec)から、ペレタイザから漏れ出たガスハイドレートスラリー中のガスハイドレート量Q(g/sec)を検知し、このガスハイドレート量に見合うように受け皿に供給する給水量M(m3 /min)を制御することにより、通水が保有している熱の損失を極小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明に係るガスハイドレートペレット成形機の運転方法を実施するための制御構成図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
図1に示すように、耐圧性の収納容器1の中には、一対の成形回転ロール2,2より成るペレタイザ3が収納されている。また、ペレタイザ3の直下には、ペレタイザ3から漏れ出るガスハイドレートスラリーsを受ける受け皿4が設けられている。
【0013】
ペレタイザ3は、一対の成形ロール2,2の圧搾部、あるいは、一対の成形ロール2,2のガスハイドレート粉体噛込部に対向するホッパー室5の側板部分に排水管6を設けて一対の成形ロール2,2によって絞り出されたガスハイドレートスラリーsを受け皿4内に流下させるようになっている。
【0014】
他方、受け皿4には、給水管7を通って所定の温度に温度調整された水wが給水されるようになっている。ガスハイドレートの生成条件にもよるが、例えば、ガスハイドレートの生成圧力が5.4MPaの場合、給水温度t1 は、ガスハイドレートの平衡温度+2〜6℃に調整される。
【0015】
また、受け皿4の最深部には、排水管8が設けられ、ペレタイザ3から漏れ出たガスハイドレートスラリーsと給水管7より給水された水wとの混合液w’を排出するようになっている。尚、所望により、排水管8から排出された混合液w’を給水管7に戻すこともできる。
【0016】
給水管7には、熱交換器10、第1バルブ11、流量計12、第1温度計13がこの順序に設けられ、排水管8には、第2温度計14が設けられている。また、熱交換器10には、給水管7と交差する温水管15が設けられている。温水管15には、第2バルブ16が設けられている。
【0017】
符号17で示される制御装置は、第1温度計13より入力した給水wの水温t1 (℃)と、第2温度計14より入力した混合水w’の水温t2 (℃)との温度差Δt(℃)を演算する機能と、この温度差Δt(℃)より給水の熱量変化Δq(J/sec)から、ペレタイザ3から漏れ出たガスハイドレートスラリーs中のガスハイドレート量Q(g/sec)を検知する機能と、このガスハイドレート量Q(g/sec)に見合うように第1バルブ11を制御する機能を有している。
【0018】
次いで、給水の熱量変化Δq(J/sec)から、ペレタイザ3から漏れ出たガスハイドレートスラリーs中のガスハイドレート量Q(g/sec)を算出する方法について説明する。
給水入り口の熱量:q1 =t1 ×Cp×m
ガスハイドレートの融解熱:q2 =Q×C1 ×H
出口混合水の熱量:q3 =t2 ×Cp×(m+Q×C1 ×C2
ここで、Cp:水の比熱[J/gK]
m:給水流量[g/s]
Q:ガスハイドレート量[g/s]
H:ガスハイドレートの融解熱[J/g]
1 :スラリー中のガスハイドレート割合とその融解量を示す係数[- ]
2 :ガスハイドレート中の水分割合を示す係数[- ]
熱量バランスより
1 −q2 =q3 ±q0 ≒q3 (q0 は外気からの入熱又は放熱であるが無視できる)
これより、
Q=(t1 −t2 )×Cp×m/(C1 ×H+t2 ×Cp×C1 ×C2
となる。
但し、
1)t2 >Te(ガスハイドレートの平衡温度)。満足しない場合はt1 温度を上げる。
2)M≧Q×40 とする。
3)C1 は設備固有の値になる。スラリー中のガスハイドレート量は、一般的には、40〜50%程度、融解効果は80〜90%程度であることから、C1 =0.3〜0.5を用いる。
【0019】
ガスハイドレートは、融解する際に氷と同程度の融解熱(約80cal/g)が必要であり、収納容器内の温度があまり変わらないような温度を維持し、かつ、ガスハイドレートスラリーの滞留が生じないようにしておくためには、ガスハイドレート量の40〜50倍量の水を流す必要がある。このため、ガスハイドレート量に見合った水の流量としておくことは、運転上の重要な要素である。
【0020】
図1に戻って説明すると、所定の温度に調整された水wが給水管7より受け皿4に、直接、給水されると、収納容器1内の雰囲気温度が短時間で所定温度になる一方、ペレタイザ3から受け皿4上に流下したガスハイドレートスラリーsが受け皿4の外に排出される。また、給水温度t1 を変えることにより、収納容器1内の雰囲気温度を自由に設定することができる。
【0021】
他方、制御装置17は、第1温度計13から入力する給水wの水温t1 (℃)と、第2温度計14から入力する混合水w’の水温t2 (℃)の温度差Δt(℃)による給水wの熱量変化Δq(J/sec)から、ペレタイザ3から漏れ出たガスハイドレートスラリーs中のガスハイドレート量Q(g/sec)を検知し、このガスハイドレート量Q(g/sec)に見合うように第1バルブ11を制御して受け皿4に給水する給水量M(m3 /min)を制御する。
【0022】
図中、符号hは温水、nはガスハイドレート粉体、pはガスハイドレートペレットを示している。
【符号の説明】
【0023】
1 収納容器
3 ペレタイザ
4 受け皿
s ガスハイドレートスラリー
w 水
w’ 混合水

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ペレタイザから漏れ出るガスハイドレートスラリーを受ける収納容器内の受け皿に所定の温度に調整された水を給水し、この給水の水温t1 (℃)と受け皿から排出した混合水の水温t2 (℃)の温度差Δt(℃)による通水の熱量変化Δq(J/sec)から、ペレタイザから漏れ出たガスハイドレートスラリー中のガスハイドレート量Q(g/sec)を検知し、このガスハイドレート量に見合うように受け皿に供給する給水量M(m3 /min)を制御することを特徴とするガスハイドレートペレット成形機の運転方法。

【図1】
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【公開番号】特開2012−193154(P2012−193154A)
【公開日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−60047(P2011−60047)
【出願日】平成23年3月18日(2011.3.18)
【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22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、産業技術力強化法第19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)】