説明

ガスハイドレート成形装置。

【課題】ガスハイドレートの圧縮成形において、品質のバラツキを抑え、かつ、ガスハイドレート充填率の高い成形品を製造する方法と装置を提供する。
【解決手段】原料ガスと水とを水和反応させて得られたガスハイドレートc1を生成する生成工程と、前記生成工程で得られたガスハイドレートc1を、押圧ローラ1a,1bを有する第一成形部1に供給して押圧成形し、得られた略板状のガスハイドレート板c2を、周面に突条の形成された押圧ローラ2a,2bを有する第二成形部2に供給し、該第二成形部2で割溝を付与する。

【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した粉末状のガスハイドレートを圧縮して板状に成形するためのガスハイドレートの成形装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、クリーンなエネルギー源として、メタンやプロパン等を主成分とする天然ガスが注目されている。そして、このような天然ガスの輸送や貯蔵のためにこれを液化して液化天然ガス(LNG)とすることが行われている。しかしながら、このLNGによるガスの輸送および貯蔵には極低温状態(−162℃以下)が必要であり、そのため輸送装置や貯蔵装置が高価なものになっている。
【0003】
かかることから、原料ガスと水とを水和反応させてガスハイドレート粉末を製造し、このガスハイドレート粉末の自己保存性を奏する温度(例えば、−20℃程度)に保持しながら輸送し、また、貯蔵することが提案されている。
【0004】
このガスハイドレート粉末は、所定の圧力と温度条件下(例えば、4〜6MPa、0〜5℃)で天然ガス等と水とを接触させることにより製造され、このガスハイドレート粉末は、粉雪またはかき氷状の所謂粉末状である。
【0005】
ところで、このような粉末状のガスハイドレート粉末は、ガスハイドレートの充填率が0.3〜0.4であり、貯蔵タンクへの充填率(ガスハイドレート粉末の体積/容器の体積)が小さいために、その輸送または貯蔵には、大きな容積を有するタンク等が必要になるばかりでなく、粉末状であるから表面積が大きくなってしまい、天然ガスと水とに分解してしまう分解速度が非常に速いという問題がある。また、大量に貯蔵すると下層のものが岩盤状に硬化してしまい、取出しが困難になるという問題がある。
【0006】
かかることから、本発明者は、この粉末状のガスハイドレート粉末を成形装置により圧縮成形して略球形状等の成形品となし、このガスハイドレートの成形品を輸送し、または貯蔵することを先に提案している(例えば、特許文献1参照。)。
【0007】
この成形装置Dは、図4に示す如く、ホッパー30に供給されたガスハイドレート粉末nを、対向する成形凹部34を有する一対の圧縮ローラ33a,33bに供給し、この圧縮ローラ33a,33bの回転と共に前記成形凹部34内に充填されたガスハイドレート粉末nを圧縮して成形するものである。
【0008】
そして、前記成形凹部34内にガスハイドレート粉末nを充填するためのスクリュー型押込み装置31が前記ホッパー30に配置され、ガスハイドレート粉末の自重に加えて所定の圧力を付与するようになっている。
【0009】
このように構成された成形装置Dは、図示しないガスハイドレート粉末の製造装置より供給されたガスハイドレート粉末nを一旦ホッパー30内に保持し、この粉末nをスクリュー型の送出し装置31により圧縮ローラ33a,33bに押し込むように圧力を付与しながら供給している。
【0010】
このように構成された成形装置Dにおいては、二本の圧縮圧縮ローラ33a,33bに対向して配置された成形凹部34内にガスハイドレート粉末nを流し込んだ後に、両ローラ33a,33bで挟み込んで圧力を付与してペレットp(例えば、直径20〜50mm程度の球形状ペレット、ガスハイドレート充填率0.72程度)が製造される。
【0011】
ところで、本発明者は、このような装置Dにおける各種試験により、前記成形凹部34の形状や深さ、該成形凹部34の周縁部36(ランド部)の大きさ、前記成形凹部34の配置間隔等が相互に影響し合い、圧縮ローラ33a,33bを介してペレットpを形成する際に作用する圧縮力が、そのペレットpの内部と表面部とでは異なり易いことから、製品であるペレットpの性状(硬度やガスハイドレート充填率)がバラツキ易いという知見を得た。
【0012】
しかし、これに対して、バリbは、平滑なランド36部分で常に一定の圧力を受けながら成形されているので、その性状のバラツキはペレットpの5〜10%以内に抑えら、しかも、成形凹部34よりもランド36に成形圧力が集中し易いのでバリbはペレットpよりも高圧縮され、そのガスハイドレート充填率は0.9以上の高品質なものであるということが分かった。
【特許文献1】特開2002−220353号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、前記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ガスハイドレートの圧縮成形において、品質のバラツキを抑え、かつ、ガスハイドレート充填率の高い成型品を製造する方法と装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【0014】
前記目的を達成するための本発明に係るガスハイドレートの成形方法は、
1)原料ガスと水とを水和反応させて得られた含水率が60wt%以下のガスハイドレートを、押圧ローラで略板状に押圧成形してガスハイドレート板を製造し、次いで、周面に突条を有する付形ローラで前記ガスハイドレート板に割溝を押圧形成することを特徴とする。
2)前記ガスハイドレートを、前記押圧ローラにより、ガスハイドレートの充填率が0.9以上の板厚5〜10mm程度のガスハイドレート板に圧縮成形することを特徴とする。
3)前記ガスハイドレート板に、前記付形ローラの突条で複数の割溝を形成することを特徴とする。
【0015】
さらに、本発明に係るガスハイドレートの成形装置は、
4)ガスハイドレート板の製造装置は、押圧力調整装置の配設された押圧ローラと、該ローラの下部に配置される間隙調整装置の配設された周面に軸方向或いは円周方向に突条の形成された付形ローラとを一連に構成したことを特徴とする、ガスハイドレート板の製造装置。
5)前記押圧ローラの一方は固定軸受に軸支され、他方は可動軸受に軸支されていることを特徴とする。
6)前記付形ローラの一方は固定軸受に軸支され、他方は可動軸受に軸支されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0016】
本発明に係る成形装置は、押圧ローラ表面に形成された成形凹部に原料であるガスハイドレートを流し込んで充填することがなく、かつ、平滑なローラ表面により常時一定の圧縮力でガスハイドレート板を連続的に製造すると共に、下部に配置したローラ表面の突条で前記ガスハイドレート板に割溝を連続的に形成するので、ガスハイドレート充填率0.9以上の品質のガスハイドレート板が得られると共にすぐにペレット片に分割されるので、高品質のペレットを容易かつ大量に生産することができる。
【0017】
また、充填率の向上により、ペレットの表面積と内部空間(空隙)が小さくなるので、耐分解性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0018】
以下、図1から図3を参照して本発明に係る成形装置Aの実施形態を説明する。
【0019】
本発明に係る成形装置Aは、図1に示す如く、第一成形部1と、該第一成形部1の下部に配置される第二成形部2とからなり、前記第一成形部1は、周面が平滑に形成された押圧ローラ1a,1bと該ローラ1a,1bへのガスハイドレート押込み装置3aと該押圧ローラ1a,1bの圧縮力調整装置8とから構成され、前記第二成形部2は、周面に軸方向或いは周方向に突条6a,6bが形成された押圧ローラ2a,2bと該ローラ2a,2bの間隙調整装置9とから構成され、前記第一成形部1と第二成形部2とを一連に構成している。また、前記第一成形部1の押圧ローラ1a,1bの一方は、固定軸受10aに軸支され、他方は可動軸受10bに軸支されている。また、前記第二成形部2の押圧ローラ2a,2bの一方は、固定軸受11aに軸支され、他方は可動軸受11bに軸支されている。
【0020】
より詳しくは、図3に示す如く、前記第二成形部2のローラ2a,2bの周面には該ローラの軸方向及び円周方向に突条6a,6bが設けられており、この突条6a,6bにより前記ガスハイドレート板c1をペレット片5に分割するようになっている。そして、前記第一成形部1のローラ1a,1bには、そのローラの圧縮力調整装置8が設けられており、前記押圧ローラ2a,2bには該ローラの間隙調整装置9が設けられている。
【0021】
このように構成された成形装置Aは、ホッパー3内に保持されている粉末状のガスハイドレートnがスクリュー型送給装置3aにより、ホッパー3の下部に配置された一対の圧縮ローラ1a,1bに供給される。そして、該圧縮ローラ1a,1bの回転と共に供給されたガスハイドレートc1は圧縮作用を受け、ガスハイドレート板c2が連続的に形成される。
【0022】
そして、図2に示す如く、このガスハイドレート板c2は、押圧ローラ2a,2bへ供給され、該ローラ2a,2bの周面に形成された突条6a,6bが前記ガスハイドレート板c2に食い込んで横割溝5aと縦割溝5bが形成される。この割溝5a,5bの形成されたガスハイドレート板c3は、前記割溝5a,5bより割れてペレット片5が得られる。このペレット片5は、貯蔵タンクTや輸送タンク等に貯蔵される。
【0023】
本発明に係る成形装置は、押圧ローラ表面に形成された成形凹部に原料であるガスハイドレートを流し込んで充填することがなく、かつ、平滑なローラ表面により常時一定の圧縮力でガスハイドレート板を連続的に製造すると共に、下部に配置したローラ表面の突条で前記ガスハイドレート板に割溝を連続的に形成するので、ガスハイドレート充填率0.9以上の品質のガスハイドレート板が得られると共にすぐにペレット片に分割されるので、高品質のペレットを容易かつ大量に生産することができる。
【0024】
また、圧縮力調整装置により、原料である生成工程で得られたガスハイドレートの性状に適切な圧縮力を付与することができるので、安定した品質を保ってペレットを生産することができる。
【0025】
なお、本実施形態において第二成形部に軸方向及び円周方向の突条を形成したものについて説明したが、例えば、軸方向の突条を有するローラでガスハイドレート板に横割溝を形成した後、円周方向の突条を有するローラでこのガスハイドレートに縦割溝を形成するようにすることもできる。また、一方のローラのみに突条を形成したり、一方のローラは円周方向に、他方のローラは軸方向に成形型を形成したものを使用することができる。
【0026】
また、突条の形状は本実施形態に限られるものではなく、ハニカム形状等の形状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明に係る成形装置の実施形態を示す概略構成図である。
【図2】本発明に係る成形装置によるガスハイドレート板の斜視図である。
【図3】本発明係る成形装置における分離部の要部拡大図である。(a)は正面図、(b)は上面図である。
【図4】従来の成形装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【0028】
c1 ガスハイドレート中間体
c2 ガスハイドレート板
c3 碁盤目状ガスハイドレート板
A 成形装置
1 第一成形部
1a、1b 圧縮ローラ
2 第二成形部
2a、2b 押圧ローラ
3 ホッパー
3a 供給装置
5 ペレット片
5a、5b 割溝
6a、6b 突条
8 圧縮力調整装置
9 間隙調整装置
10a、10b 軸受
11a、11b 軸受

【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得られた含水率が60wt%以下のガスハイドレートを、押圧ローラで略板状に押圧成形してガスハイドレート板を製造し、次いで、周面に突条を有する付形ローラで前記ガスハイドレート板に割溝を押圧形成することを特徴とする、ガスハイドレート板の製造方法。
【請求項2】
前記ガスハイドレートを、前記押圧ローラにより、ガスハイドレートの充填率が0.9以上の板厚5〜10mm程度のガスハイドレート板に圧縮成形す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板の製造方法。
【請求項3】
前記ガスハイドレート板に、前記付形ローラの突条で複数の割溝を形成す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板の製造方法。
【請求項4】
ガスハイドレート板の製造装置は、押圧力調整装置の配設された押圧ローラと、該ローラの下部に配置される間隙調整装置の配設された周面に軸方向或いは円周方向に突条の形成された付形ローラとを一連に構成したことを特徴とする、ガスハイドレート板の製造装置。
【請求項5】
前記押圧ローラの一方は固定軸受に軸支され、他方は可動軸受に軸支されていることを特徴とする、ガスハイドレート板の製造装置。
【請求項6】
前記付形ローラの一方は固定軸受に軸支され、他方は可動軸受に軸支されていることを特徴とする、ガスハイドレート板の製造装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2007−269953(P2007−269953A)
【公開日】平成19年10月18日(2007.10.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−96605(P2006−96605)
【出願日】平成18年3月31日(2006.3.31)
【出願人】(000005902)三井造船株式会社 (1,723)
【Fターム(参考)】