JP5091746B2 - Gas hydrate gasifier - Google Patents
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Description
本発明は、大気圧下のような低圧化で貯蔵されている粒状のガスハイドレートを、水などの液体の入った高圧下のガス化槽内に移して、ハイドレートを分解してガス化するガスハイドレートのガス化装置に関するものである。 In the present invention, granular gas hydrate stored at low pressure such as under atmospheric pressure is transferred into a high-pressure gasification tank containing a liquid such as water, and the hydrate is decomposed and gasified. The present invention relates to a gas hydrate gasifier.
天然ガスハイドレート等のガスハイドレートは、ペレット化(粒状体)して、通常大気圧下で貯蔵される。
ガス化後のガスハイドレートの主たる利用方法としては、発電用燃料および都市ガス原料が考えられ、発電用燃料では3.5MPa以上、都市ガス原料では5.0MPa以上の高圧が要求されている。ガスハイドレートは、その物性に動力機械に頼ることなく高圧ガスが得られる特性を持つため、その特性を生かした高圧ガス化が可能である。
Gas hydrates such as natural gas hydrate are pelletized (granular) and are usually stored under atmospheric pressure.
As a main utilization method of the gas hydrate after gasification, a fuel for power generation and a city gas raw material are considered, and a high pressure of 3.5 MPa or more is required for the power generation fuel and 5.0 MPa or more is required for the city gas raw material. Since the gas hydrate has a characteristic that a high-pressure gas can be obtained without relying on a power machine for its physical properties, high-pressure gasification utilizing the characteristic is possible.
このガスハイドレートをガス化するには、前記大気圧下で貯蔵されているガスハイドレートを、高圧下のガス化槽内に移す必要がある。この高圧のガス化槽への圧入方式の従来技術として、例えばボールバッチ方式(特許文献1等)や高圧シール型のロータリーフィーダ方式が挙げられる。
In order to gasify this gas hydrate, it is necessary to transfer the gas hydrate stored under the atmospheric pressure into a gasification tank under high pressure. Examples of conventional techniques for press-fitting into a high-pressure gasification tank include a ball batch system (
しかし、従来の圧入方式は、ガスハイドレートをガス化槽上部の気体相側から投入する構造になっている。そのため、大気圧下のガスハイドレートを一旦、中間容器に移し、該中間容器を圧力的に外部と遮断した状態で、ガス化槽内と同程度以上に昇圧する必要がある。その際、中間容器内は、粒状ガスハイドレート間の空隙に気体が存在する状態であるため、昇圧のために大動力が必要となる問題があった。また、高圧になった中間容器は、再度ガスガイドレートを入れる際に、大気圧まで下げなければならないため、前記昇圧が無駄になる問題があった。 However, the conventional press-fitting method has a structure in which gas hydrate is introduced from the gas phase side above the gasification tank. Therefore, it is necessary to transfer the gas hydrate under atmospheric pressure to the intermediate container once and pressurize the intermediate container to the same level or higher as in the gasification tank in a state where the intermediate container is pressure-blocked from the outside. In that case, since the inside of the intermediate container is in a state where gas exists in the gaps between the granular gas hydrates, there is a problem that a large amount of power is required for pressurization. Further, since the intermediate vessel that has become high pressure must be lowered to atmospheric pressure when the gas guide rate is put in again, there has been a problem that the pressure increase is wasted.
そこで、上記問題を解決するため、ガスハイドレートをガス化槽の液体相側(例えばガス化槽底部)から入れる構造のガスハイドレートのガス化装置が使用されるようになってきている。
しかし、ガスハイドレートをガス化槽の液体相側(例えばガス化槽底部)から入れる構造のガスハイドレートのガス化装置では、ガスハイドレートが液体よりも密度が小さいので、液体相中にガスハイドレートが導入されると同時に、浮力によって直ちに上昇し、液体表面に塊となって滞留する状態になる。 However, in a gas hydrate gasifier having a structure in which gas hydrate is introduced from the liquid phase side of the gasification tank (for example, the bottom of the gasification tank), the gas hydrate has a lower density than the liquid. At the same time as the hydrate is introduced, it immediately rises due to buoyancy and stays in a lump on the liquid surface.
そして、ガスハイドレートのガス化(分解)反応は吸熱反応であるため、液体表面にガスハイドレートの塊が滞留しているとそれらが周囲の液体から熱を奪うため、ガスハイドレート自身が凍ってしまいガス化が阻害され、ガス化槽内でのガス化の効率が非常に悪くなってしまうという欠点を生じる。 And since the gasification (decomposition) reaction of gas hydrate is an endothermic reaction, if gas hydrate lumps stay on the liquid surface, they take heat away from the surrounding liquid, so the gas hydrate itself freezes. As a result, gasification is hindered, and the gasification efficiency in the gasification tank becomes very poor.
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、ガス化槽の液体相側(例えばガス化槽底部)からガスハイドレートを供給した時に、液体相内でのガスハイドレートの急激な液体表面への上昇を抑えるとともに、効率よくガスハイドレートをガス化するためのガスハイドレートのガス化装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the problem to be solved by the present invention is that when the gas hydrate is supplied from the liquid phase side of the gasification tank (for example, the bottom of the gasification tank), It is an object to provide a gas hydrate gasifier for efficiently gasifying a gas hydrate while suppressing an abrupt rise of the gas hydrate to the liquid surface.
上記目的を達成するために本発明の第1の態様に係るガスハイドレートのガス化装置は、ガスハイドレートをガス化するガス化槽と、前記ガス化槽の下部に設けられたガスハイドレートの供給部と、前記ガス化槽の液中に設けられて、一定以上の粒径のガスハイドレートを液中に留める液中留め部材と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a gas hydrate gasification apparatus according to a first aspect of the present invention includes a gasification tank for gasifying a gas hydrate, and a gas hydrate provided at a lower portion of the gasification tank. And a submerged retaining member that is provided in the liquid of the gasification tank and retains a gas hydrate having a particle size of a certain size or more in the liquid.
本態様によれば、液中に一定以上の粒径のガスハイドレートを留める液中留め部材を設けることにより、ガス化槽の液体相側(例えばガス化槽底部)からガスハイドレートを供給した際に、液中留め部材によってガスハイドレートの急激な液体表面への上昇を抑えることができる。 According to this aspect, the gas hydrate is supplied from the liquid phase side of the gasification tank (for example, the bottom of the gasification tank) by providing the liquid retaining member that retains the gas hydrate having a certain particle size or more in the liquid. At this time, the sudden rise of the gas hydrate to the liquid surface can be suppressed by the liquid retaining member.
この作用により、粒径の大きなガスハイドレートは、液中留め部材の部分で液体と反応し、ガスを発生させながらその粒径を小さくして、液中留め部材を通り抜けて上昇していくので、液体表面上に達する時には、殆どがガス化していて液体表面に滞留することはない。よって、ハイドレートのガス化の効率を高めることができる。 Because of this action, the gas hydrate having a large particle size reacts with the liquid in the submerged retaining member, reduces the particle size while generating gas, and rises through the submerged retaining member. When reaching the liquid surface, most of it is gasified and does not stay on the liquid surface. Therefore, the efficiency of hydrate gasification can be increased.
なお、最初から液中留め部材を通り抜けるようなガスハイドレートは、粒径がそれほど大きくないため、液体表面上に達する時には既にガス化されている。 In addition, since the particle size of the gas hydrate passing through the liquid retaining member from the beginning is not so large, it is already gasified when it reaches the liquid surface.
本発明の第2の態様に係るガスハイドレートのガス化装置は、第1の態様において、前記液中留め部材は熱媒体の流路により構成されていることを特徴とする。 The gas hydrate gasifier according to a second aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the liquid retaining member is constituted by a flow path of a heat medium.
本態様によれば、液中留め部材の部分でガスハイドレートが滞留し、吸熱反応によってガスハイドレートが凍ったとしても、液中留め部材に熱媒体を流すことにより、ガスハイドレートを融かして液体と反応させることで、ガス化を促進させ、更に液中留め部材の部分でのガスハイドレートの滞留も解消することができる。 According to this aspect, even if the gas hydrate stays in the liquid retaining member and the gas hydrate freezes due to the endothermic reaction, the gas hydrate is melted by flowing the heat medium through the liquid retaining member. Then, by reacting with the liquid, gasification can be promoted, and further the retention of the gas hydrate in the submerged retaining member can be eliminated.
本発明の第3の態様に係るガスハイドレートのガス化装置は、第1の態様において、前記液中留め部材は発熱部を備えることを特徴とする。本態様によれば、第2の態様と同様の効果が得られる。 The gas hydrate gasifier according to a third aspect of the present invention is characterized in that, in the first aspect, the submerged member includes a heat generating portion. According to this aspect, the same effect as the second aspect can be obtained.
本発明の第4の態様に係るガスハイドレートのガス化装置は、第1の態様から第3の態様のいずれか1つの態様において、前記液中留め部材より下方に、ガスハイドレートを小粒化するための小粒化手段を設けたことを特徴とする。 A gas hydrate gasification apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the gas hydrate gasification apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the gas hydrate is atomized below the submerged member. It is characterized in that a means for reducing the size is provided.
本態様によれば、液中留め部材より下方で、小粒化手段による作用で既に粒径が小さくなっているガスハイドレートが多く存在するので、ガスハイドレートの表面積が大きくなり液体と反応性も高まってガス化が促進されると共に、液中留め部材の部分でのガスハイドレートの滞留も減少させることができる。 According to this aspect, since there are many gas hydrates having a particle size that has already been reduced by the action of the atomizing means below the submerged member, the surface area of the gas hydrate is increased and the reactivity with the liquid is also increased. Gasification is promoted and gasification is promoted, and the retention of gas hydrate in the liquid retaining member can be reduced.
本発明の第5の態様に係るガスハイドレートのガス化装置は、第4の態様において、前記小粒化手段は前記ガス化槽内の液体に旋回流を起こす起流装置で構成されていることを特徴とする。 The gas hydrate gasifier according to a fifth aspect of the present invention is the gas hydrate gasifier according to the fourth aspect, wherein the atomizing means is constituted by a wake-up device that causes a swirl flow in the liquid in the gasification tank. It is characterized by.
本態様では、旋回流によって、ガスハイドレートと液体との反応性を高め、ガスハイドレートを小粒化することにより、第4の態様の効果と同様の効果を得ることができる。 In this aspect, the effect similar to the effect of the fourth aspect can be obtained by increasing the reactivity between the gas hydrate and the liquid by the swirling flow and making the gas hydrate smaller.
本発明の第6の態様に係るガスハイドレートのガス化装置は、第5の態様において、前記起流装置は多段に構成され、一段の起流装置で作られる旋回流は他段の起流装置で作られる旋回流と逆向きになるように構成されていることを特徴とする。 The gas hydrate gasifier according to a sixth aspect of the present invention is the gas hydrate gasifier according to the fifth aspect, wherein the wake flow device is configured in multiple stages, and the swirl flow created by the single wake flow device is the wake flow of the other stage. It is comprised so that it may become reverse direction with the swirl flow made with an apparatus.
本体様によれば、旋回方向の違う旋回流を作り出すことで、旋回流同士の間に、ガスハイドレートが巻き込まれるような状態で液体と接触するので、ガスハイドレートの小粒化が第5の態様のときよりもさらに促進される。 According to the main body, by creating a swirl flow with different swirl directions, the gas hydrate comes into contact with the liquid in a state where the gas hydrate is caught between the swirl flows. This is further promoted than in the embodiment.
本発明の第7の態様に係るガスハイドレートのガス化装置は、第4の態様において、前記小粒化手段はガスハイドレートを機械的に砕く解砕装置で構成されていることを特徴とする。 The gas hydrate gasifier according to a seventh aspect of the present invention is characterized in that, in the fourth aspect, the atomizing means is constituted by a crushing device for mechanically crushing the gas hydrate. .
本態様によれば、ガスハイドレートを機械的に解砕装置で砕くので、ガスハイドレートの粒径をかなり小さい状態まで解砕すること(細粒化)が可能となる。 According to this aspect, since the gas hydrate is mechanically crushed by the pulverizer, the particle size of the gas hydrate can be crushed to a considerably small state (fine graining).
本発明の第8の態様に係るガスハイドレートのガス化装置は、第5または第6の態様において、起流装置にガスハイドレートを機械的に砕く解砕部を備えていることを特徴とする。 A gas hydrate gasifier according to an eighth aspect of the present invention is characterized in that, in the fifth or sixth aspect, the wake-up device includes a crushing unit that mechanically crushes the gas hydrate. To do.
旋回流によって、ガスハイドレートと液体との反応性を高めつつ、かつ解砕部によってガスハイドレートを細粒化することにより、ガス化が一層促進されるため、ガスハイドレートのガス化効率を著しく上げることができる。 Gasification is further promoted by increasing the reactivity of gas hydrate and liquid by swirling flow, and by further refinement of gas hydrate by the pulverization part. Can be significantly increased.
本発明の第9の態様に係るガスハイドレートのガス化装置は、第1の態様から第8の態様のいずれか1つの態様において、前記液中留め部材より上方に撹拌羽根を設けたことを特徴とする。 A gas hydrate gasification apparatus according to a ninth aspect of the present invention is the gas hydrate gasification apparatus according to any one of the first to eighth aspects, wherein a stirring blade is provided above the liquid retaining member. Features.
本態様によれば、液中留め部材を通り抜けた粒径の小さなガスハイドレートは、撹拌羽根により撹拌されながら、更に液体との反応を高めガス化されるので、ガス化効率もよく、更に液体表面にガスハイドレートが滞留することが殆ど無くなる。 According to this aspect, the gas hydrate having a small particle diameter that has passed through the submerged retaining member is further gasified by further increasing the reaction with the liquid while being stirred by the stirring blade, so that the gasification efficiency is good and the liquid Almost no gas hydrate stays on the surface.
本発明によれば、ガス化槽の液体相側(例えばガス化槽底部)からガスハイドレートを供給した時に、液体相内でのガスハイドレートの急激な液体表面への上昇を抑えるとともに、効率よくガスハイドレートをガス化することが可能となる。 According to the present invention, when the gas hydrate is supplied from the liquid phase side of the gasification tank (for example, the gasification tank bottom), the gas hydrate in the liquid phase is prevented from rapidly rising to the liquid surface, and the efficiency. Gas hydrate can be gasified well.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiments.
[第1の実施形態]
第1の実施形態を図1及び図2に沿って説明する。
第1図において、ガス化槽1内は、ガスハイドレートと反応させる水を蓄えた液体相Lと、ガスハイドレートと水との反応によって発生するガスを蓄える気体相Gを有している。ここで、ガス化槽1内は高圧状態(1〜3MPa)で保たれ、水温は5〜30℃に設定されている。
[First embodiment]
A first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
In FIG. 1, the
液体相L中には、供給部2から供給されたガスハイドレートPを液体相L中で留めるための液中留め部材3が係止部材4とボルト5とで液体相L中に固定されている。液中留め部材3の固定位置は、液面より下であればいずれの場所でもよいが、好ましくは、液面とガス化槽1の底部との中間位の位置がよい。なお、液中留め部材3の固定部材・固定方法は公知のものであればいずれのものでも使用できる。
In the liquid phase L, a liquid retaining member 3 for retaining the gas hydrate P supplied from the
図2には、液中留め部材3の種類が記載されている。(A)は、円形の皿状の盤に孔が設けられ、この孔をガスハイドレートが通り抜けられるようになっている。(B)は、形状が円形でガスハイドレートが通り抜けられる部分を網状構造にしたものである。 FIG. 2 shows the type of the submerged retaining member 3. In (A), a hole is provided in a circular dish-shaped board, and gas hydrate can pass through this hole. (B) is a network having a circular shape and a portion through which gas hydrate can pass.
液中留め部材3の形状として、円形状のものを挙げたが、これに限定されるものでなく、ガス化槽1の形状やガスハイドレートの形状等により、液中留め部材3の形状は適宜選択できる。孔や網目の大きさもガスハイドレートの粒径あるいは形状により自由に設定可能である。また、後述する駆動軸20を貫通させるための穴を設けることも可能である(例えば、図2(A)a1)。
Although the circular thing was mentioned as a shape of the submerged member 3, it is not limited to this, The shape of the submerged member 3 is the shape of the
液中留め部材3の材質としては、ガス化槽1内は高圧状態になるのでその圧力に耐えられるものであればよく、とくに限定されるものではない。
The material of the liquid retaining member 3 is not particularly limited as long as it can withstand the pressure because the
本発明に係るガスハイドレートのガス化装置は、以上のような構造であるので、供給口2から供給されたガスハイドレートPが、液面まで一気に上昇することなく、液中留め部材3の部分で、一旦液(水)中に留まり、液(水)と反応してガス化し粒径の小さいガスハイドレートとなる。そして、液中留め部材3の孔等を通り抜け、更に液(水)と反応しながら液面まで上昇するので、液面に到達するころには既にガス化されているか、あるいはガス化され分解して非常に小さな粒径のガスハイドレートになっている(この状態であれば直ちにガス化されてしまう)ので、ガスハイドレートの塊が液面に滞留するようなことはない。従って、ガスハイドレートを効率よくガス化することができる。
Since the gas hydrate gasifier according to the present invention has the above-described structure, the gas hydrate P supplied from the
なお、ガスハイドレートPを液体相L(水)内へ供給する場合には、供給方法は特に限定されないが、ガスハイドレートPを液体(水)とともに供給する場合には、液体相L(水)中の液体(水)が利用できる。すなわち、液体相L(水)中からポンプPで液体(水)を吸引し熱交換器にて温めてガスハイドレートPと共に供給部2から供給することも可能である。
In addition, when supplying the gas hydrate P into the liquid phase L (water), the supply method is not particularly limited. However, when the gas hydrate P is supplied together with the liquid (water), the liquid phase L (water) is supplied. Liquid (water) in) can be used. That is, it is also possible to suck the liquid (water) from the liquid phase L (water) with the pump P, warm it with the heat exchanger, and supply it from the
[第2の実施形態]
第2の実施形態を図3、図4及び図18に沿って説明する。
なお、第1の実施形態と重複する部分については説明を省略し、異なる部分について説明することとする。
[Second Embodiment]
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 18.
Note that the description of the same parts as those in the first embodiment will be omitted, and different parts will be described.
図18では、第1の実施態様において、ガスハイドレートPの供給が多くなった時の液中留め部材3とガスハイドレードPの関係が示されている。図12の状態では、液中留め部材3の下方にガスハイドレートPの塊が滞留している。 FIG. 18 shows the relationship between the submerged retaining member 3 and the gas hydrate P when the supply of the gas hydrate P is increased in the first embodiment. In the state of FIG. 12, a lump of gas hydrate P remains below the submerged retaining member 3.
この状態では、ガスハイドレートPのガス化(分解)反応が吸熱反応であるため、液中留め部材3の下方ではガスハイドレートPの塊が周囲の液体(水)から熱を奪って、ガスハイドレートP自身が凍ってしまう。そのため、ガス化が阻害されさらに液中留め部材3が目詰まりを起してガスハイドレートの上昇を抑止し、ガス化槽1内でのガス化の効率が非常に悪くなってしまうという欠点を有している。
In this state, since the gasification (decomposition) reaction of the gas hydrate P is an endothermic reaction, the mass of the gas hydrate P takes heat from the surrounding liquid (water) below the submerged retaining member 3, and the gas Hydrate P itself freezes. For this reason, the gasification is hindered and the submerged retaining member 3 is clogged to prevent the gas hydrate from rising, and the gasification efficiency in the
ここで、図3(A)には、液中留め部材3として、ガス化槽1内に熱媒体の流路6が設けられた本発明の実施形態が記載されている。また図4(A)には、熱媒体の流路6の実施形態として、チューブを円形状の網状構造(以下「チューブ」)とした場合の上面図が記載されている。
Here, FIG. 3A shows an embodiment of the present invention in which the heat
このチューブは、ガス化槽1の外部より、熱媒体を注入口より注入すると、熱媒体がチューブ内を通過する際にチューブを温めながら移動し、排出口より排出される構造となっている。
When the heat medium is injected from the outside of the
このため、液中留め部材3として作用しているチューブが温められることにより、チューブの下方にあるガスハイドレードPが融かされ、融かされたガスハイドレートのガス化が始まり、ガスハイドレートはその粒径を小さくしてチューブの網目を通り抜け上昇していくため、ガスハイドレートのガス化の効率を高めることができる。 For this reason, when the tube acting as the submerged member 3 is warmed, the gas hydrate P below the tube is melted, and gasification of the melted gas hydrate begins. Since the particle size is reduced and the gas goes up through the network of the tube, the gasification efficiency of the gas hydrate can be increased.
チューブの形状については、本実施形態の形状に限定されるものでなく、ガス化槽1の形状等により適宜選択が可能である。
About the shape of a tube, it is not limited to the shape of this embodiment, According to the shape of the
さらに、熱媒体の流路6に換えて、図3(B)のように液中留め部材3に発熱部6’を備える構造としてもよい。例えば図4(B)のように電熱線を網状に構成したものをガス化槽1内に設け、熱源はガス化槽1の外部より供給する構造とすれば、液中留め部材3に熱媒体の流路6を使用した時と同様の効果が得られる。
Furthermore, instead of the heat
[第3の実施形態]
第3の実施形態を図5に沿って説明する。
なお、第1及び第2の実施態様と重複する部分については説明を省略し、異なる部分について説明することとする。
[Third embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIG.
In addition, description is abbreviate | omitted about the part which overlaps with the 1st and 2nd embodiment, and will suppose that a different part is demonstrated.
図5(A)では、液中留め部材3(6、6’)の下方に、ガスハイドレートを小粒化するための小粒化手段7が設けられている。小粒化手段7は、液中留め部材3(6、6’)を貫通しモータMの動力を用いて駆動する駆動軸20よって軸支され、駆動軸20の動きと連動して駆動する。
In FIG. 5 (A), the atomizing means 7 for atomizing the gas hydrate is provided below the liquid retaining member 3 (6, 6 '). The granulating means 7 is supported by a
例えば、駆動軸20が回転することにより小粒化手段7も回転する。そして、小粒化手段7が回転することにより液体相L中で供給されたガスハイドレートPがかき混ぜられ、液体(水)との反応性が高まりガス化が促進され、ガスハイドレートPの粒径を小さくすることができる。従って、液中留め部材3(6、6’)の下方で滞留するガスハイドレートも少なくなり、液中留め部材3(6、6’)を通り抜けた小粒化されたガスハイドレートは、液体表面に達するまでに更に液体(水)と反応しガス化するので、一層ガス化の効率を高めることができる。
For example, when the
小粒化手段7の駆動の態様は、回転だけでなく、上下方向の駆動、あるいは左右前後方向の駆動であってもよい。各駆動を確保するために、必要であれば駆動軸20を増設すればよい。
The driving mode of the granulating means 7 may be not only rotation but also driving in the vertical direction or driving in the left and right front-rear direction. In order to secure each drive, the
図5(B)には、小粒化手段7の一実施形態が記載されている。本形態では8枚羽根の態様をしているが、羽根の枚数は特に限定されるものでなく、ガスハイドレートの形状や大きさによって変更が可能である。 FIG. 5B shows an embodiment of the atomization means 7. In this embodiment, eight blades are used, but the number of blades is not particularly limited and can be changed depending on the shape and size of the gas hydrate.
また、小粒化手段7の形状についは、羽根形状のものに限定されるものでなく、例えば棒状のものであっても構わない。図5(C)のように棒状のものを直接駆動軸に対して直角方向に設けることもできる。 Further, the shape of the atomizing means 7 is not limited to the blade shape, and may be, for example, a rod shape. As shown in FIG. 5C, a rod-shaped member can be provided directly in a direction perpendicular to the drive shaft.
[第4の実施形態]
第4の実施形態を図6に沿って説明する。
なお、第1から第3の実施態様と重複する部分については説明を省略し、異なる部分について説明することとする。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment will be described with reference to FIG.
Note that the description of the same parts as those in the first to third embodiments will be omitted, and different parts will be described.
図6には、液体相L中で旋回流を発生させるための起流装置7’が記載されている。
本実施例では、旋回流を発生させるので駆動軸20は回転運動を行う。起流装置7’は、図6に示したように、液中に旋回流を発生させるために駆動軸20の垂直方向に対して傾き(角度)をもって構成されている。
FIG. 6 shows a
In this embodiment, since the swirl flow is generated, the
第4の実施形態では、第3の実施形態の効果を更に高めるために起流装置7’は、駆動軸20の垂直方向に対して傾き(角度)をもって構成されるものとした。これにより、ガスハイドレートが旋回流に乗って液体中で液体(水)と反応するので、ガス化および小粒化も第3の実施形態より更に促進される。
In the fourth embodiment, in order to further enhance the effect of the third embodiment, the
[第5の実施形態]
第5の実施形態を図7に沿って説明する。
なお、第1から第4の実施態様と重複する部分については説明を省略し、異なる部分について説明することとする。
第5の実施形態では、第4の実施形態の起流装置7’と駆動軸20の垂直方向に対しての傾き(角度)が逆方向となるような起流装置7’’を更にもう一段設けた態様である。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment will be described with reference to FIG.
It should be noted that the description overlapping with the first to fourth embodiments will be omitted, and different parts will be described.
In the fifth embodiment, the
本実施形態のような構造とすることで、起流装置7’、7’’が発生させる旋回流の方向が逆向きになり、ガスハイドレートPは旋回流同士の間に巻き込まれるような状態で液体(水)と接触するので、ガスハイドレートPの小粒化が第3や第4の態様のときよりもさらに促進される。
By adopting the structure as in the present embodiment, the direction of the swirling flow generated by the
なお、本実施形態では、起流装置7’、7’’の2段構成としたが、2段以上の構造としても本発明の効果は得ることができる。
In the present embodiment, the two-stage configuration of the
[第6の実施形態]
第6の実施形態を図8及び図9に沿って説明する。
なお、第1及び第2の実施態様と重複する部分については説明を省略し、異なる部分について説明することとする。
[Sixth Embodiment]
A sixth embodiment will be described with reference to FIGS.
In addition, description is abbreviate | omitted about the part which overlaps with the 1st and 2nd embodiment, and will suppose that a different part is demonstrated.
図8では、液中留め部材3(6、6’)の下方に、ガスハイドレートを小粒化するための解砕装置8が設けられている。解砕装置8は、機械的にガスハイドレートを砕く解砕装置であり、液中留め部材3(6、6’)を貫通しモータMの動力を用いて駆動する駆動軸20よって軸支され、駆動軸20の動きと連動して駆動する。
In FIG. 8, a crushing
例えば、駆動軸20が回転することにより解砕装置8も回転する。そして、解砕装置8が回転することにより液体相L中で供給されたガスハイドレートPがかき混ぜられながら解砕され小粒化し、液体(水)との反応性が高まりガス化が促進される。
For example, as the
本実施形態では回転による効果と解砕装置による解砕の効果により、ガスハイドレートPの粒径を小さく(細粒化)することができる。従って、液中留め部材3(6、6’)の下方で滞留するガスハイドレートも少なくなり、液中留め部材3(6、6’)を通り抜けた小粒化されたガスハイドレートは、液体表面に達するまでに更に液体(水)と反応しガス化するので、一層ガス化の効率を高めることができる。 In the present embodiment, the particle size of the gas hydrate P can be reduced (reduced) by the effect of rotation and the effect of crushing by a crushing apparatus. Accordingly, the gas hydrate staying below the submerged retaining member 3 (6, 6 ′) is reduced, and the atomized gas hydrate passing through the submerged retaining member 3 (6, 6 ′) Since it reacts with the liquid (water) until it reaches gasification, the gasification efficiency can be further increased.
解砕装置8の駆動の態様は、回転だけでなく、上下方向の駆動、あるいは左右前後方向の駆動であってもよい。各駆動を確保するために、必要であれば駆動軸20を増設すればよい。また、解砕装置8を複数段設けることも可能である。
The driving mode of the crushing
図9から図15には解砕装置8の種類が記載されている。
図9は、第3の実施形態の図5(B)の小粒化手段7に解砕刃9を放射状に設けたものである。
9 to 15 show types of the crushing
FIG. 9 shows a configuration in which the crushing
図10から図15は、解砕装置8の種類を記載したもので、上段に平面図、下段に正面図を記載している。解砕装置8の種類はこれらのものに限定されるものではない。
FIG. 10 to FIG. 15 describe types of the crushing
図10は、撹拌羽根に解砕刃b1を設けた態様である。本態様は4枚羽根となっているが2枚以上であれば解砕の効果は得られる。解砕刃b1は回転方向の前面にあり、一定の角度α(10〜60°)を持つことにより解砕性能が向上する。 FIG. 10 is a mode in which a crushing blade b1 is provided on the stirring blade. Although this embodiment has four blades, the effect of crushing can be obtained if two or more blades are used. The crushing blade b1 is on the front surface in the rotation direction, and the crushing performance is improved by having a constant angle α (10 to 60 °).
また、撹拌羽根はb2部分で下折れ(0〜80°)し、b3部分で上折れ(30〜90°)することで、解砕性能が向上する。また、上折れ部分については撹拌羽根にピッチβ(1〜30°または-1〜-30°)をつけることで、撹拌効果が向上する。 Further, the crushing performance is improved by folding the stirring blade at the b2 portion (0 to 80 °) and bending upward at the b3 portion (30 to 90 °). Moreover, about an upper folding part, the stirring effect improves by attaching pitch (beta) (1-30 degrees or -1-30 degrees) to a stirring blade.
図11は、図10の態様のうち、撹拌羽根の一部をc3部分で下折れの状態にした態様であり、解砕刃が設けられた撹拌羽根を上下対象に設けることで解砕性能を向上させたものである。 FIG. 11 is a mode in which a part of the stirring blade is folded down at the c3 portion in the mode of FIG. 10, and the crushing performance is improved by providing the stirring blade provided with the crushing blade on the upper and lower objects. It is an improvement.
図12および図13は、平型羽根の回転方向前面に解砕刃d1、e1を設けた態様である。図12は解砕刃d1が円弧状になっており、図13は解砕刃e1が直線状になっている。 12 and 13 are embodiments in which crushing blades d1 and e1 are provided on the front surface of the flat blade in the rotational direction. In FIG. 12, the crushing blade d1 has an arc shape, and in FIG. 13, the crushing blade e1 has a linear shape.
解砕刃d1、e1は、一定の角度α(10〜60°)を持つことにより解砕性能が向上する。さらに、図13に記載したように、ピッチβ(1〜30°)を有することで撹拌効果も向上する。なお、羽根の枚数は図12、図13ともに2枚であるがこれに限定されない。好ましくは2〜6枚が良い。 The crushing blades d1 and e1 have a constant angle α (10 to 60 °), so that the crushing performance is improved. Furthermore, as described in FIG. 13, the stirring effect is improved by having the pitch β (1 to 30 °). Although the number of blades is two in both FIGS. 12 and 13, it is not limited to this. Preferably 2-6 sheets are good.
図14は、図13における態様の羽根の一部を上折れにした態様である、本態様ではf1部分、f2部分で羽根が上へ折れ曲がっていて、折れ曲がっている部分の角度はα(60°)、β(20°)、γ(10°)であるが、この角度に限定されるものではない。羽根の枚数も同様である。 FIG. 14 shows an embodiment in which a part of the blade of the embodiment in FIG. 13 is folded upward. In this embodiment, the blade is bent upward at the f1 portion and the f2 portion, and the angle of the bent portion is α (60 °. ), Β (20 °), and γ (10 °), but are not limited to this angle. The same applies to the number of blades.
図15は、図11、図12及び図14に記載された各態様を組み合わせたものである。なお、組み合わせについては、ガスハイドレートの大きさや形状により適宜変更が可能である。また、解砕装置8が回転によりガスハイドレートを解砕する場合には、回転数はガス化槽1の大きさにもよるが50〜1000rpm程度である。
FIG. 15 is a combination of the aspects described in FIGS. 11, 12, and 14. In addition, about a combination, it can change suitably with the magnitude | size and shape of a gas hydrate. Moreover, when the crushing
[第7の実施形態]
第7の実施形態を図16に沿って説明する。
なお、他の実施形態と重複する部分については説明を省略し、異なる部分について説明することとする。
[Seventh Embodiment]
A seventh embodiment will be described with reference to FIG.
In addition, description is abbreviate | omitted about the part which overlaps with other embodiment, and suppose that a different part is demonstrated.
本実施形態は、第5の実施形態にガスハイドレートを機械的に解砕する解砕部9を設けた実施形態である。解砕部9は本実施形態では解砕刃であるが、ガスハイドレートが解砕できるものであれば刃以外のものであってもよい。
The present embodiment is an embodiment in which a crushing
この実施形態では、第5の実施形態の効果に加え、さらに解砕部9によりガスハイドレートが小粒化されるので、ガス化の効率が一層高まめることができる。
In this embodiment, in addition to the effects of the fifth embodiment, the gas hydrate is further granulated by the crushing
[第8の実施形態]
第8の実施形態を図17に沿って説明する。
本実施形態は、図17に記載したように第7の実施形態において液中留め部材3(6、6’)の上方に撹拌羽根10を設けた実施形態である。撹拌羽根10を液中留め部材3(6、6’)の上方に設けることで、液中留め部材3(6、6’)を通り抜けてきたガスハイドレートを、撹拌によって更に液体(水)との反応性を高めることで、ガス化が促進されガス化の効率を高めることができる。
なお撹拌羽根10は第1の実施形態から第7の実施形態にも設けることができる。
[Eighth embodiment]
An eighth embodiment will be described with reference to FIG.
This embodiment is an embodiment in which a stirring blade 10 is provided above the submerged retaining member 3 (6, 6 ′) in the seventh embodiment as described in FIG. By providing the stirring blade 10 above the submerged retaining member 3 (6, 6 ′), the gas hydrate that has passed through the submerged retaining member 3 (6, 6 ′) is further mixed with liquid (water) by stirring. By increasing the reactivity, gasification is promoted and the efficiency of gasification can be increased.
The stirring blade 10 can also be provided in the first to seventh embodiments.
1 ガス化槽、 2 供給部、 3、6、6’ 液中留め部材、 4係止部、 5ボルト、 7 小粒化手段、 7、7’起流装置、 8 解砕装置、 9 解砕刃、 10 撹拌羽根、 G 気体相、 L 液体相、 P ポンプ、 H 熱源、 N 熱交換器
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記ガス化槽の下部に設けられたガスハイドレートの供給部と、
前記ガス化槽の液中に設けられて、一定以上の粒径のガスハイドレートを液中に留める液中留め部材と、
を備えたことを特徴とするガスハイドレートのガス化装置。 A gasification tank for gasifying the gas hydrate;
A gas hydrate supply section provided at a lower portion of the gasification tank;
A liquid retaining member that is provided in the liquid of the gasification tank and retains a gas hydrate having a particle size of a certain size or more in the liquid;
A gas hydrate gasification apparatus comprising:
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