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WO2009119626A1 - 固気２相物質の押し込み方法及び装置 - Google Patents

固気２相物質の押し込み方法及び装置 Download PDF

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WO2009119626A1
WO2009119626A1 PCT/JP2009/055884 JP2009055884W WO2009119626A1 WO 2009119626 A1 WO2009119626 A1 WO 2009119626A1 JP 2009055884 W JP2009055884 W JP 2009055884W WO 2009119626 A1 WO2009119626 A1 WO 2009119626A1
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WO
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gas
valve body
raw material
solid
incompressible fluid
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Application number
PCT/JP2009/055884
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English (en)
French (fr)
Inventor
哲郎 村山
茂 渡邊
Original Assignee
三井造船株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Priority to EP09725865A priority patent/EP2256400A1/en
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Definitions

  • the present invention relates to a solid-gas two-phase substance pushing method and apparatus for pushing a solid raw material stored in an atmospheric pressure atmosphere into a high-pressure vessel through a switching valve.
  • This natural gas transport system is mainly composed of natural gas hydrate production, pelletization, transport, storage and regasification processes.
  • press-fitting method into the high-pressure regasification tank examples include a ball valve batch method (see, for example, Patent Document 1) and a high-pressure seal type rotary feeder method. Either method batch-types or continuously press-fits NGH stored at normal pressure into a high-pressure regasification tank. If the normal pressure side and the NGH storage room of the press-fit machine communicate with each other, press-fit This is a structure in which the high pressure gas corresponding to the volume of the NGH accommodation room of the machine returns to the normal pressure side.
  • an intermediate tank is provided between the storage tank and the regasification tank, and the valve is opened and closed before and after this intermediate tank to intermittently charge NGH into the regasification tank.
  • the intermediate tank is filled with the high-pressure gas in the regasification tank, so that the gas in the intermediate tank is removed from the normal pressure side until the next NGH is received. It is necessary to return to the regasification tank by using it, or to discharge it out of the system to reduce the pressure.
  • NGH has a unique characteristic of containing about 170 times (90% purity) gas with respect to its own volume. This characteristic means that if NGH is decomposed in a closed space, it can be increased to a high pressure by the self-pressure of the generated gas. If the gasification system can be brought close to this state, ideal gasification that does not require boosting by the power unit is realized.
  • the high-pressure gasification tank 101 has a pressure of 5 MPa and the pellet filling rate in the press-fitting machine 102 is 50% as conditions for press-fitting NGH pellets into the high-pressure system.
  • the pellet volume is 0.5 m 3 from a filling rate of 50%.
  • the volume of the atmospheric gas accompanying the pellet is 0.5 m 3 .
  • One cycle of pellet press-in yields 85 m 3 gas, which is 170 times the pellet volume of 0.5 m 3 .
  • the present invention has been made on the basis of the above-described knowledge, and the object thereof is a solid-gas two-phase substance that can reduce the amount of gas returning to the normal pressure side as much as possible and reduce the power consumption required for gas compression.
  • An object of the present invention is to provide a pushing method and apparatus.
  • Another object of the present invention is to provide a solid-gas two-phase substance pushing-in device in which sealing between a rotor and a casing is relatively easy.
  • the solid-gas two-phase substance pushing method according to the present invention is a solid-gas two-phase substance pushing method in which a solid raw material stored under normal pressure is pushed into a high-pressure vessel through a switching valve. The raw material is accommodated in the valve body, and then the accompanying gas present between the raw materials is replaced with an incompressible fluid.
  • the solid-gas two-phase substance pushing method according to the present invention is a solid-gas two-phase substance pushing method in which a solid raw material stored under normal pressure is pushed into a high-pressure vessel through a switching valve.
  • the raw material is accommodated in the valve body, and then the entrained gas present between the raw materials is replaced with an incompressible fluid. After that, the raw material in the rotary valve body is transferred into the high-pressure vessel by the incompressible fluid for transfer. It is characterized by pushing.
  • the solid-gas two-phase substance pushing method is a solid-gas two-phase substance pushing method in which a solid raw material stored under normal pressure is pushed into a high-pressure vessel through a switching valve.
  • a raw material containing step for containing the raw material in the valve body, a replacement step for replacing the entrained gas intervening between the raw materials with an incompressible fluid, and a raw material in the rotary valve body in the high-pressure vessel by the incompressible fluid for transfer Comprising: a raw material pushing step for pushing into the rotary valve body; a discharge step for discharging the incompressible fluid remaining in the rotary valve body to the outside; and a return step for returning the rotary valve body to the raw material charging portion. It is.
  • a solid-gas two-phase substance pushing device is a solid-gas two-phase substance pushing device for pushing a solid raw material stored under normal pressure into a high-pressure vessel through a switching valve.
  • An outer shell-shaped valve main body and a rotary valve body that is rotatably provided in the valve main body and has a through portion for containing the raw material are formed.
  • the valve main body includes a raw material introducing portion and a raw material between The incompressible fluid supply unit and the accompanying gas discharge unit for replacing the intervening accompanying gas with the incompressible fluid, and the raw material in the rotary valve body are discharged together with the incompressible fluid for transfer toward the high-pressure vessel.
  • the solid-gas two-phase material pushing device includes at least an incompressible fluid discharge portion among an accompanying gas discharge portion, an incompressible fluid discharge portion, a leaked fluid discharge portion, and an incompressible fluid supply portion. And the perforated plate which prevents the outflow of a raw material was provided in the leakage fluid discharge part.
  • the solid-gas two-phase substance pushing device includes a perforated plate for preventing outflow of raw materials in the entrained gas discharge unit, the incompressible fluid discharge unit, the leaked fluid discharge unit, and the incompressible fluid supply unit. It is provided.
  • the solid-gas two-phase substance pushing device is characterized in that the rotary valve body is formed in a spherical shape or a cylindrical shape.
  • the solid-gas two-phase material pushing device is characterized in that the central portion of the penetrating portion has a larger diameter than the opening portions at both ends.
  • the raw material when a solid-gas two-phase substance that pushes solid raw material stored under normal pressure into a high-pressure vessel through a switching valve is pushed in, the raw material is stored in the rotary valve body in the switching valve.
  • the entrained gas present between the raw materials is replaced with an incompressible fluid, the high pressure gas in the high pressure vessel can be prevented from flowing into the rotary valve body of the switching valve when the raw materials are discharged. Became. For this reason, it was possible to prevent the high-pressure gas in the high-pressure vessel from returning to the normal pressure side where the raw material was stored.
  • the method of the present invention can prevent the high-pressure gas in the high-pressure vessel from flowing into the rotary valve body of the switching valve as described above, the gas in the switching valve is put into the high-pressure vessel using a compressor. There is no need to return it, and the power consumption required for gas compression can be reduced.
  • the apparatus of the present invention is a solid-gas two-phase substance pushing device for pushing solid raw material stored under normal pressure into a high-pressure vessel through a switching valve
  • the switching valve is an outer shell-shaped valve body.
  • a rotary valve body that is rotatably provided in the valve body and has a through portion for containing the raw material, and further, the entrained gas interposed between the raw material introduction portion and the raw material in the valve main body.
  • An incompressible fluid discharge part that discharges the incompressible fluid remaining in the valve body to the outside of the rotary valve body and a leaked fluid discharge part that discharges the incompressible fluid leaked into the valve body to the outside of the valve body are provided. Therefore, the high-pressure gas in the high-pressure vessel is turned off when the material is discharged. It can now prevented from entering the inside. For this reason, it was possible to prevent the high-pressure gas in the high-pressure vessel from returning to the normal pressure side where the raw material was stored.
  • the apparatus of the present invention since the high pressure gas in the high pressure vessel can be prevented from flowing into the rotary valve body of the switching valve, the gas in the switching valve is removed using the compressor. It is not necessary to return to the inside, and power consumption required for gas compression can be reduced.
  • the device of the present apparatus is formed by an outer shell-shaped valve body and a rotary valve body provided rotatably in the valve body, and the rotary valve body is provided with a single through portion for containing a raw material. Since the structure is simple, there is an advantage that sealing between the rotary valve body and the valve body is facilitated.
  • the apparatus of the present invention includes at least an incompressible fluid discharge unit and a leaked fluid discharge unit among the accompanying gas discharge unit, the incompressible fluid discharge unit, the leaked fluid discharge unit, and the incompressible fluid supply unit. Since a perforated plate is provided to prevent the outflow of raw materials, it is possible to prevent the outflow of raw materials when switching the switching valve. Further, the apparatus of the present invention has an advantage that the amount of raw material is increased as compared with a straight through portion having a constant diameter because the central portion of the through portion is larger in diameter than both end openings.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a regasification apparatus including a solid-gas two-phase substance pushing-in apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged sectional view of the switching valve.
  • 3A to 3F are diagrams for explaining the operation of the switching valve.
  • FIG. 4 is a diagram showing pressure fluctuations in the switching valve.
  • FIG. 5 is a diagram showing a conventional regasification method.
  • the regasification apparatus 1 As shown in FIG. 1, the regasification apparatus 1 according to the present invention is positioned in the vicinity of a first and second set of receiving bunkers 2, 3, a switching valve 4 located below the switching bunker 4, and the switching valve 4.
  • the regasification tank 5 is used.
  • the switching valve 4 is formed of a hollow ball-shaped valve main body 6 and a spherical rotary valve body 7 that is rotatably provided in the valve main body 6.
  • the shape of the rotary valve body 7 may be a cylindrical shape.
  • the rotary valve body 7 has rotating shafts 8 on both sides thereof, and rotates continuously in the clockwise direction in the figure, but may rotate intermittently by 45 °.
  • the rotary valve body 7 has a penetrating portion 10 for containing the raw material.
  • the penetrating portion 10 has a larger diameter at the central cavity 12 than the opening portions 11 at both ends thereof, and has a capacity for accommodating the raw material. We are trying to expand.
  • a seal member (not shown) of the rotary valve body 7 is provided around the opening 11.
  • valve body 6 remains in the raw material introduction portion 14, the accompanying gas discharge portion 15 that discharges the accompanying gas existing in the gap between the raw materials to the outside of the rotary valve body, the raw material discharge portion 16, and the rotary valve body.
  • An incompressible fluid discharge portion 17 that discharges the incompressible fluid to the outside of the rotary valve body and a leaked fluid discharge portion 18 that discharges the incompressible fluid leaked into the valve body to the outside of the valve body are provided.
  • the raw material introduction part 14 is located at the upper end (position of 0 °) of the valve body 6, and the accompanying gas discharge part 15 is located obliquely above and to the right of the valve body 6 (position at 45 ° with respect to the raw material introduction part 14).
  • the raw material discharge part 16 is located at the right end of the valve body 6 (position of 90 ° with respect to the raw material introduction part 14), and the incompressible fluid discharge part 17 is obliquely lower right
  • the leakage fluid discharge portion 18 is located at the lower end of the valve body 6 (position at 180 ° with respect to the raw material introduction portion 14).
  • valve body 6 includes a replacement incompressible fluid supply unit 19 at a position facing the accompanying gas discharge unit 15, and a material transfer incompressible fluid supply unit 20 at a position facing the material discharge unit 16. And a low-pressure gas supply unit 21 at a position facing the incompressible fluid discharge unit 17.
  • the bunkers 2 and 3 are provided with a table feeder 23 at the bottom thereof, and the solid or pellet raw materials a in the bunkers 2 and 3 are alternately dispensed. That is, the solid or pellet raw material a discharged from the bunker 2 is supplied to the raw material introduction part 14 of the switching valve 4 through the pipe 24, and the solid or pellet raw material a discharged from the bunker 3 is The raw material introduction unit 14 of the switching valve 4 is supplied through the pipe 25.
  • the accompanying gas discharge unit 15, the low-pressure gas supply unit 21, and the two bunkers 2 and 3 communicate with each other through a pipe 26.
  • the incompressible fluid discharge unit 17 is connected to an upper portion of a vertically long atmospheric pressure shield tank 29 via a pipe 28 having a drain pump 27, and the replacement incompressible fluid supply unit 19 is a water replacement pump. It is connected to the lower part of the atmospheric pressure shield tank 29 through a pipe 31 provided with 30.
  • the shield lens tank 29 has a drain pipe 32 for discharging excess water.
  • the control valve 33 provided in the drain pipe 32 is controlled by a level meter 34 provided in the shield lens tank 29.
  • the perforated plate 13 may be installed only at the inlet of the pipe 48 connected to the leakage fluid discharge portion 18 and the inlet of the pipe 28 connected to the incompressible fluid discharge portion 17. There is no.
  • an incompressible fluid should just pass through.
  • the inside of the regasification tank 5 is divided into three parts by a pair of upper and lower nets 35, 36.
  • the central part is a raw material reservoir 5b
  • the upper part is a gas reservoir 5a
  • the lower part is a water reservoir 5c.
  • the regasification tank 5 is provided with a heat exchanger 38 on the outside, and a pipe 39 connected to one end of one heat transfer section 38 a is inserted into a water reservoir 5 c of the regasification tank 5. Yes.
  • the pipe 40 connected to the other end of the heat transfer section 38 a is connected to the side surface of the regasification tank 5 so that the tip thereof is located above the upper mesh 35. Seawater b as a heat source is supplied to the other heat transfer section 38b of the heat exchanger 38.
  • the branch pipe 41 branched from the pipe 39 connected to the heat transfer section 38a of the heat exchanger 38 is connected to the incompressible fluid supply section 20 for transferring the raw material, and the pipe 42 provided in the raw material discharge section 16 is The regasification tank 5 is connected to the raw material reservoir 5b.
  • the pipe 39 connected to the heat transfer section 38 a of the heat exchanger 30 is provided with a pellet feed pump 43 that also serves as a main pump upstream from the branch point of the branch pipe 40.
  • a pressure adjusting valve 45 is provided in the gas supply pipe 44 connected to the top of the regasification tank 5.
  • a level meter 46 is provided at the position of the lower mesh 36 to control the valve 47 provided in the pipe 31.
  • the leaked fluid discharger 18 communicates with a pipe 28 having a drain pump 27 via a pipe 48.
  • FIGS. 3A to 3F A state in which the opening 11 of the penetrating portion 10 of the rotary valve body 7 is made to coincide with the raw material introducing portion 14 of the valve body 6 (the through portion 10 of the rotating valve body 7 is 0 ° with respect to the raw material introducing portion 14 of the valve main body 6).
  • the NGH pellet a as the raw material is introduced into the through portion 10 of the rotary valve body 7 as shown in FIG. 3A.
  • the inside of the penetrating portion 10 of the rotary valve body 7 is NGH pellet a and accompanying gas c, and the pressure is normal pressure (see FIG. 4).
  • the drain pump 27, the water displacement pump 30, and the pellet feed pump 43 are operated in advance.
  • the entrained gas c in the through portion 10 of the rotary valve body 7 is replaced with the incompressible fluid d (see FIG. 3B).
  • the perforated plate 13 prevents the NGH pellet a from flowing out.
  • the accompanying gas c expelled from the penetrating portion 10 of the rotary valve body 7 is returned from the accompanying gas discharge portion 15 to the bunkers 2 and 3.
  • the inside of the penetration portion 10 of the rotary valve body 7 is restored. It communicates with the gasification tank 5 and instantaneously becomes a high pressure (see FIGS. 3C and 4).
  • the regasification tank 5 is pressure-controlled by a pressure adjusting valve 45 and has a high pressure, for example, 5 MPa.
  • the penetrating portion 10 of the rotary valve body 7 communicates with the incompressible fluid supply portion 20 for transfer and the raw material discharge portion 16, and the NGH pellets a of the rotary valve body 7 are caused by the water flow by the pellet feed pump 43. It is discharged from the penetrating part 10 and supplied to the regasification tank 5.
  • the inside of the through portion 10 of the rotary valve body 7 from which the NGH pellet a has been discharged is only the incompressible fluid d (see FIG. 3D).
  • the penetration portion 10 of the rotary valve body 7 is drain pumped. 27, the incompressible fluid d in the through portion 10 of the rotary valve body 7 is discharged, and the inside of the through portion 10 of the rotary valve body 7 is replaced with the atmosphere of the accompanying gas c (see FIGS. 3E and 4). reference.). Since water is incompressible, the pressure is instantaneously released with a slight increase in volume. At that time, the perforated plate 13 prevents residual pellets from flowing out.
  • the NGH pellets a in the regasification tank 5 are thermally decomposed into natural gas e and water d.
  • this invention is applicable also to the continuous depressurization of a NGH manufacturing process. Further, the present invention can be applied to other solid gas conveyance.
  • a method of supplying regasified natural gas to a gas-fired gas turbine combined power generation facility can be considered.
  • the fuel gas required for power generation of 250 MW is about 42,000 Nm 3 / h. If the atmospheric pressure is increased to 5 MPa with a compression device, the power consumption is approximately 15 MW. This power consumption (15 MW) is 6% of the power generation amount (250 MW), which greatly affects the entire transportation system.
  • the power consumption of the conventional batch method is 3.6% (9 ⁇ 100/250) of the amount of power generation (250 MW). This is necessary and the device tends to be oversized.
  • the high-pressure gas in the press-fitting machine space must be mechanically compressed with some difference, and power consumption is generated here.
  • the present invention can greatly reduce the gas compression power by replacing the gas in the continuously rotating valve body with water, which is an incompressible fluid.
  • the present invention has no compression power. If the power of the valve operation, the pump, etc. is 300 kW, the power consumption with respect to the power generation amount is 0.12% (0.3 ⁇ 100/250).

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Abstract

　常圧側に戻るガス量を減らしてガス圧縮に必要な消費動力を低減できる固気２相物質の押し込み方法及び装置を提供する。常圧下で貯蔵されている固形状の原料（ａ）を切替弁（４）を経て高圧容器内に押し込む際に、切替弁（４）内の回転弁体（７）に原料（ａ）を収容し、しかる後に、原料（ａ）の間隙に介在している同伴ガス（ｃ）を非圧縮性流体（ｄ）で置換する。

Description

固気２相物質の押し込み方法及び装置
　本発明は、常圧の雰囲気内で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を介して
高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込み方法及び装置に関する。
　近年、天然ガス輸送システムとして、天然ガスを人工的にハイドレート化して海上を輸送するシステムの研究が進められている。この天然ガス輸送システムは、主として、天然ガスハイドレートの生成、ペレット化、搬送、貯蔵および再ガス化工程により構成されている。
　再ガス化後の天然ガスの主な利用方法としては、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。ＮＧＨ（天然ガスハイドレート）は、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、その特性を活かした高圧ガス化（再ガス化）が可能である。
　ところが、常圧の雰囲気内で貯蔵されているＮＧＨペレットを高圧の再ガス化槽へ連続的に投入するのは容易ではない。高圧の再ガス化槽への圧入方式としては、例えば、ボール弁バッチ方式（例えば、特許文献１参照。）および高圧シール型のロータリーフィーダー方式が挙げられる。いずれの方式も常圧で保存されているＮＧＨを高圧の再ガス化槽にバッチ式、若しくは連続的に圧入するものであるが、常圧側と圧入機のＮＧＨ収容部屋とが連通する場合、圧入機のＮＧＨ収容部屋のボリューム分の高圧ガスが常圧側に戻る構造である。
　ボール弁バッチ方式を例に挙げると、貯蔵槽と再ガス化槽との間に中間槽を設け、この中間槽の前後で弁の開閉操作を行ってＮＧＨを間欠的に再ガス化槽に投入する。しかし、ＮＧＨを再ガス化槽に投入する際に、中間槽に再ガス化槽内の高圧ガスが充填するので、常圧側から次のＮＧＨを受け入れるまでに、中間槽内のガスを圧縮機を用いて再ガス化槽に戻したり、或いは、系外へ放出して減圧する必要がある。
　ＮＧＨは、それ自身の体積に対して約１７０倍（純度９０％）のガスを包蔵している独自の特性がある。この特性は、閉空間内でＮＧＨを分解すれば、発生ガスの自圧で高圧まで昇圧できることを意味する。ガス化システムをこの状態に近づけることができれば、動力装置による昇圧を必要としない理想的なガス化が実現する。
　例えば、高圧系へのＮＧＨペレットの圧入条件として、高圧ガス化槽１０１を５ＭＰａ、圧入機１０２内のペレット充填率を５０％と仮定する。従来方式（図５参照。）において、圧入機１０２のペレット収容部屋１０３の代表容積を１ｍ3 とすると、充填率５０％からペレット体積は０．５ｍ3 となる。同様に、ペレットに随伴する常圧ガスの体積も０．５ｍ3 となる。ペレット圧入が１サイクルで、ペレット体積０．５ｍ3 の１７０倍である８５ｍ3 のガスが得られる。
　しかし、投入後は、圧入機１０２のペレット収容部屋１０３の体積１ｍ3 に５ＭＰａのガスが流入し、結果的に、５０ｍ3 ものガスが常圧側に戻ることになる。このため、発電用燃料および都市ガス原料として供給する高圧ガス量全体の約５９％（＝５０×１００／８５）を圧縮機１０４で圧縮する必要がある。図５中、符号ｉはＮＧＨペレット、ｊは自圧高圧ガス、ｋは動力圧縮ガス、ｌは供給高圧ガスである。
　従って、経済性の観点から、常圧側に戻るガス量を極力減らし、ガス圧縮に必要な消費動力を低減する必要がある。また、ロータリーフィーダー方式の場合、ローターが半径方向の多数の羽根を有していることから、ローターとケーシング間のシールが難しいという問題がある。
日本国特開２００４－７５８４９号公報
　本発明は、上記のような知見に基づいてなされたものであり、その目的とするところは、常圧側に戻るガス量を極力減らしてガス圧縮に必要な消費動力を低減できる固気２相物質の押し込み方法及び装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、ローターとケーシング間のシールが比較的に容易な固気２相物質の押し込み装置を提供することにある。
　本発明に係る固気２相物質の押し込み方法は、常圧下で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を経て高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込み方法において、切替弁内の回転弁体に原料を収容し、しかる後に、原料間に介在している同伴ガスを非圧縮性流体で置換することを特徴とするものである。
　本発明に係る固気２相物質の押し込み方法は、常圧下で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を経て高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込み方法において、切替弁内の回転弁体に原料を収容し、次に、原料間に介在している同伴ガスを非圧縮性流体で置換し、しかる後に、回転弁体内の原料を移送用の非圧縮性流体によって高圧容器内に押し込むことを特徴とするものである。
　本発明に係る固気２相物質の押し込み方法は、常圧下で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を経て高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込み方法において、切替弁内の回転弁体に原料を収容する原料収容工程と、原料間に介在している同伴ガスを非圧縮性流体で置換する置換工程と、回転弁体内の原料を移送用の非圧縮性流体によって高圧容器内に押し込む原料押し込み工程と、回転弁体内に残っている非圧縮性流体を回転弁体外に排出する排出工程と、回転弁体を原料投入部に復帰させる復帰工程とから成ることを特徴とするものである。
　本発明に係る固気２相物質の押し込み装置は、常圧下で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を経て高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込み装置において、前記切替弁を、外殻状の弁本体と該弁本体内に回転自在に設けられ、かつ、原料収容用の貫通部を有する回転弁体により形成し、更に、前記弁本体に、原料導入部と、原料間に介在している同伴ガスを非圧縮性流体と置換する非圧縮性流体供給部及び同伴ガス排出部と、回転弁体内の原料を移送用の非圧縮性流体と一緒に高圧容器に向けて排出する原料排出部と、回転弁体内に残っている非圧縮性流体を回転体外に排出する非圧縮性流体排出部と、弁本体内に漏洩した非圧縮性流体を弁本体外に排出する漏洩流体排出部とを設けたことを特徴とするものである。
　本発明に係る固気２相物質の押し込み装置は、同伴ガス排出部と、非圧縮性流体排出部と、漏洩流体排出部と、非圧縮性流体供給部のうち、少なくとも非圧縮性流体排出部及び漏洩流体排出部に原料の流出を防ぐ有孔板を設けたことを特徴とするものである。
　本発明に係る固気２相物質の押し込み装置は、同伴ガス排出部と、非圧縮性流体排出部と、漏洩流体排出部と、非圧縮性流体供給部に原料の流出を防ぐ有孔板を設けたことを特徴とするものである。
　本発明に係る固気２相物質の押し込み装置は、回転弁体を球体状又は筒形状に形成することを特徴とするものである。
　本発明に係る固気２相物質の押し込み装置は、貫通部の中央部を両端開口部よりも大径にすることを特徴とするものである。
　本発明の方法によれば、常圧下で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を経て高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込む際に、切替弁内の回転弁体に原料を収容し、しかる後に、原料間に介在している同伴ガスを非圧縮性流体で置換するため、原料の払い出し時に、高圧容器内の高圧ガスが切替弁の回転弁体内に流入するのを阻止できるようになった。このため、原料が貯蔵されている常圧側に高圧容器内の高圧ガスが戻るのを防止することができた。また、この発明の方法は、上記のように、高圧容器内の高圧ガスが切替弁の回転弁体内に流入するのを阻止できるため、圧縮機を用いて切替弁内のガスを高圧容器内に戻す必要がなく、ガス圧縮に必要な消費動力を低減することが可能になった。
　他方、本発明の装置は、常圧下で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を経て高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込み装置において、前記切替弁を、外殻状の弁本体と該弁本体内に回転自在に設けられ、かつ、原料収容用の貫通部を有する回転弁体により形成し、更に、前記弁本体に、原料導入部と、原料間に介在している同伴ガスを非圧縮性流体と置換する非圧縮性流体供給部及び同伴ガス排出部と、回転弁体内の原料を移送用の非圧縮性流体と一緒に高圧容器に向けて排出する原料排出部と、回転弁体内に残っている非圧縮性流体を回転弁体外に排出する非圧縮性流体排出部と、弁本体内に漏洩した非圧縮性流体を弁本体外に排出する漏洩流体排出部とを設けたので、原料の払い出し時に高圧容器内の高圧ガスが切替弁の回転弁体内に流入するのを阻止できるようになった。このため、原料が貯蔵されている常圧側に高圧容器内の高圧ガスが戻るのを防止することができた。
　また、本発明の装置によれば、上記のように、高圧容器内の高圧ガスが切替弁の回転弁体内に流入するのを阻止できるため、圧縮機を用いて切替弁内のガスを高圧容器内に戻す必要がなく、ガス圧縮に必要な消費動力を低減することが可能になった。
　また、本装置の装置は、外殻状の弁本体と該弁本体内に回転自在に設けた回転弁体により形成され、しかも、回転弁体に原料収容用の一つの貫通部を設けた簡易な構造であるから、回転弁体と弁本体間のシーリングが容易になるという利点がある。
　更に、本発明の装置は、同伴ガス排出部と、非圧縮性流体排出部と、漏洩流体排出部と、非圧縮性流体供給部のうち、少なくとも非圧縮性流体排出部及び漏洩流体排出部に原料の流出を防ぐ有孔板を設けたので、切替弁の切り換え時に、原料の流出を防ぐことが可能になった。更に、本発明の装置は、貫通部の中央部を両端開口部よりも大径にするため、口径の一定なストレートな貫通部に比べて原料の収容量が増加するという利点がある。
図１は本発明に係る固気２相物質の押し込み装置を含む再ガス化装置の全体構成図である。 図２は切換弁の拡大断面図である。 図３のＡ～Ｆは切替弁の動作を説明する図である。 図４は切替弁内の圧力変動を示す図である。 図５は従来の再ガス化方式を示す図である。
符号の説明
　　４　切替弁
　　７　回転弁体
　　ａ　原料
　　ｃ　同伴ガス
　　ｄ　非圧縮性流体
　以下、本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。本発明における再ガス化装置１は、図１に示すように、第１、第２の一組の受入バンカ２，３と、その下方に位置する切替弁４および切替弁４の近傍に位置する再ガス化槽５により構成されている。
　切替弁４は、中空のボール状の弁本体６と、弁本体６内に回転自在に設けた球体状の回転弁体７により形成されている。なお、回転弁体７の形状としては、筒形状でも良い。回転弁体７は、その両側に回転軸８を有し、図において、時計方向に連続的に回転するようになっているが、４５°ずつ間欠的に回転するようにしても良い。
　回転弁体７は、原料を収容するための貫通部１０を有しているが、この貫通部１０は、その両端の開口部１１よりも中央空洞部１２を大径にして原料の収容量の拡大を図っている。なお、回転弁体７のシール部材（図示せず）は、開口部１１の周囲に設けている。
　他方、弁本体６は、原料導入部１４と、原料の間隙に介在している同伴ガスを回転弁体外に排出する同伴ガス排出部１５と、原料排出部１６と、回転弁体内に残っている非圧縮性流体を回転弁体外に排出する非圧縮性流体排出部１７と、弁本体内に漏洩した非圧縮性流体を弁本体外に排出する漏洩流体排出部１８とを備えている。
　ここで、原料導入部１４は、弁本体６の上端（０°の位置）に位置し、同伴ガス排出部１５は、弁本体６の斜め右上方（原料導入部１４に対して４５°の位置）に位置し、原料排出部１６は、弁本体６の右端（原料導入部１４に対して９０°の位置）に位置し、非圧縮性流体排出部１７は、弁本体６の斜め右下方（原料導入部１４に対して１３５°の位置）に位置し、漏洩流体排出部１８は、弁本体６の下端（原料導入部１４に対して１８０°の位置）に位置している。
　更に、弁本体６は、同伴ガス排出部１５に対向する位置に置換用の非圧縮性流体供給部１９を備え、原料排出部１６に対向する位置に原料移送用の非圧縮性流体供給部２０を備え、非圧縮性流体排出部１７に対峙する位置に低圧ガス供給部２１を備えている。
　上記バンカ２，３は、その底部にテーブルフィーダ２３を備え、バンカ２，３内の固形状又はペレット状の原料ａを交互に払い出すようになっている。つまり、バンカ２から排出された固形状又はペレット状の原料ａは、配管２４を通って切替弁４の原料導入部１４に供給され、バンカ３から排出された固形状又はペレット状の原料ａは、配管２５を通って切替弁４の原料導入部１４に供給される。また、上記同伴ガス排出部１５、低圧ガス供給部２１および二つのバンカ２，３は、配管２６によって互いに連通している。
　上記非圧縮性流体排出部１７は、ドレンポンプ２７を備えた配管２８を介して縦長の大気圧シールドレンタンク２９の上部に接続し、置換用の非圧縮性流体供給部１９は、水置換ポンプ３０を備えた配管３１を介して大気圧シールドレンタンク２９の下部に接続している。このシールドレンタンク２９は、余剰水を排出する排水管３２を有している。排水管３２に設けた制御弁３３は、シールドレンタンク２９に設けたレベル計３４によって制御するようになっている。
　更に、図２に示すように、同伴ガス排出部１５に接続する配管２６の入口、非圧縮性流体排出部１７に接続する配管２８の入口、漏洩流体排出部１８に接続する配管４８の入口、非圧縮性流体供給部１９に接続する配管３１の出口にそれぞれ原料ａの流出を防ぐ有孔板１３を設けている。
　また、所望により、有孔板１３の設置箇所を、漏洩流体排出部１８に接続する配管４８の入口と、非圧縮性流体排出部１７に接続する配管２８の入口に限っても実質的に支障がない。なお、有孔板としては、原料ａの流出を防ぐと共に、非圧縮性流体が通過できるものであれば良い。
　上記再ガス化槽５は、その内部が上下一対の網状物３５，３６によって３分割され、央部が原料溜まり５ｂ、上部がガス溜まり５ａ、下部が水溜まり５ｃになっている。再ガス化槽５は、その外部に熱交換器３８を備え、その一方の伝熱部３８ａの一端に接続している配管３９は、その先端が再ガス化槽５の水溜まり５ｃに挿入されている。前記伝熱部３８ａの他端に接続している配管４０は、その先端が上部網状物３５の上部に位置するように再ガス化槽５の側面に接続されている。熱交換器３８の他の伝熱部３８ｂには、熱源としての海水ｂが供給される。
　熱交換器３８の伝熱部３８ａに接続している配管３９から分岐した分岐管４１は、原料移送用の非圧縮性流体供給部２０に接続し、原料排出部１６に設けた配管４２は、再ガス化槽５の原料溜まり５ｂに接続している。また、熱交換器３０の伝熱部３８ａに接続している配管３９には、分岐管４０の分岐点よりも上流側にメインポンプを兼ねるペレットフィード用ポンプ４３を設けている。
　更に、再ガス化槽５の頂部に接続したガス供給管４４には、圧力調整弁４５を設けている。また、下側の網状物３６の位置にレベル計４６を設け、上記配管３１に儲けたバルブ４７を制御するようになっている。なお、漏洩流体排出部１８は、配管４８を介してドレンポンプ２７を有する配管２８に連通している。
　次に、上記切替弁の動作を図３Ａ～図３Ｆを用いて説明する。回転弁体７の貫通部１０の開口部１１を弁本体６の原料導入部１４に一致させた状態（弁本体６の原料導入部１４に対して回転弁体７の貫通部１０が０°の状態）において、第１受入バンカ２のテーブルフィーダ２３を稼働させると、図３Ａに示すように、回転弁体７の貫通部１０内に原料であるＮＧＨペレットａが導入される。
　この時、回転弁体７の貫通部１０内は、ＮＧＨペレットａと同伴ガスｃであり、その圧力は、常圧である（図４参照。）。なお、ドレンポンプ２７、水置換ポンプ３０およびペレットフィード用ポンプ４３は、予め、稼働させている。
　次に、回転弁体７を時計方向に回転させて、弁本体６の原料導入部１４に対して回転弁体７の貫通部１０が４５°になると、回転弁体７の貫通部１０が非圧縮性流体供給部１９および同伴ガス排出部１５に連通し、非圧縮性流体供給部１９から回転弁体７の貫通部１０内に置換用の非圧縮性流体（例えば、水。）ｄが導入される。
　そして、回転弁体７の貫通部１０内の同伴ガスｃが非圧縮性流体ｄと置換される（図３Ｂ参照。）。その際、有孔板１３によってＮＧＨペレットａの流出が防止される。回転弁体７の貫通部１０から追い出された同伴ガスｃは、同伴ガス排出部１５よりバンカ２，３に戻される。
　更に、回転弁体７を時計方向に回転させて、弁本体６の原料導入部１４に対して回転弁体７の貫通部１０が９０°になると、回転弁体７の貫通部１０内が再ガス化槽５と連通し、瞬時に高圧となる（図３Ｃ及び図４参照。）。再ガス化槽５は、圧力調整弁４５によって圧力制御され、高圧、例えば、５ＭＰａとなっている。
　圧力制御と同時に、回転弁体７の貫通部１０が移送用の非圧縮性流体供給部２０および原料排出部１６と連通し、ペレットフィード用ポンプ４３による水流によってＮＧＨペレットａが回転弁体７の貫通部１０から排出され、再ガス化槽５に供給される。ＮＧＨペレットａが排出された回転弁体７の貫通部１０内は非圧縮性流体ｄだけになる（図３Ｄ参照。）。
　更に、回転弁体７を時計方向に回転させて、弁本体６の原料導入部１４に対して回転弁体７の貫通部１０が１３５°になると、回転弁体７の貫通部１０がドレンポンプ２７と連通し、回転弁体７の貫通部１０内の非圧縮性流体ｄが排出され、回転弁体７の貫通部１０内が同伴ガスｃの雰囲気に置換される（図３Ｅおよび図４参照参照。）。水は、非圧縮性であるため、少しの容積増加で圧力が瞬時に開放される。その際、有孔板１３によって残留ペレットの流出が防止される。
　更に、回転弁体７を時計方向に回転させて、弁本体６の原料導入部１４に対して回転弁体７の貫通部１０が１８０°になると、再び、ペレット受け入れ状態へと復帰する（図３Ｆ参照。）。
　この際、熱交換器３８に熱源としての海水ｂを供給すると、再ガス化槽５内のＮＧＨペレットａが熱分解して、天然ガスｅと水ｄになる。なお、本発明は、ＮＧＨ製造過程の連続脱圧にも適用できる。また、他の固気搬送にも応用が可能である。
　ＮＧＨの利用先として、再ガス化させた天然ガスをガス焚きガスタービン複合発電設備へ供給する方式が考えられる。２５０ＭＷの発電に必要な燃料ガスは、約４２，０００Ｎｍ3 ／ｈである。仮に、常圧ガスを圧縮装置で５ＭＰａまで昇圧する場合、動力消費は、概算で１５ＭＷとなる。この動力消費（１５ＭＷ）は、発電量（２５０ＭＷ）の６％となり、輸送システム全体に大きく影響する。
　従来のバッチ方式（図５参照。）の動力消費は、発電量（２５０ＭＷ）の３．６％（９×１００／２５０）であるが、連続投入方式ではないので、前後弁の開閉操作時間が必要であり、装置が過大化する傾向となる。従来技術では、圧入機空間の高圧ガスを多少の差があれ、機械的に圧縮しなければならず、ここに消費動力が発生する。
　これに比べて本発明は、連続的に回転している弁体内のガスを非圧縮性流体である水で置換することにより、ガス圧縮動力を大幅に低減できる。本発明は、圧縮動力無しである。弁動作、ポンプ等の動力を３００ｋＷとすると、発電量に対する動力消費は、０．１２％（０．３×１００／２５０）となる。

Claims (8)

  1. 　常圧下で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を経て高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込み方法において、切替弁内の回転弁体に原料を収容し、しかる後に、原料間に介在している同伴ガスを非圧縮性流体で置換することを特徴とする固気２相物質の押し込み方法。
  2. 　常圧下で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を経て高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込み方法において、切替弁内の回転弁体に原料を収容し、次に、原料間に介在している同伴ガスを非圧縮性流体で置換し、しかる後に、回転弁体内の原料を移送用の非圧縮性流体によって高圧容器内に押し込むことを特徴とする固気２相物質の押し込み方法。
  3. 　常圧下で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を経て高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込み方法において、切替弁内の回転弁体に原料を収容する原料収容工程と、原料間に介在している同伴ガスを非圧縮性流体で置換する置換工程と、回転弁体内の原料を移送用の非圧縮性流体によって高圧容器内に押し込む原料押し込み工程と、回転弁体内に残っている非圧縮性流体を回転弁体外に排出する排出工程と、回転弁体を原料投入部に復帰させる復帰工程とから成ることを特徴とする固気２相物質の押し込み方法。
  4. 　常圧下で貯蔵されている固形状の原料を切替弁を経て高圧容器内に押し込む固気２相物質の押し込み装置において、前記切替弁を、外殻状の弁本体と該弁本体内に回転自在に設けられ、かつ、原料収容用の貫通部を有する回転弁体により形成し、更に、前記弁本体に、原料導入部と、原料間に介在している同伴ガスを非圧縮性流体と置換する非圧縮性流体供給部及び同伴ガス排出部と、回転弁体内の原料を移送用の非圧縮性流体と一緒に高圧容器に向けて排出する原料排出部と、回転弁体内に残っている非圧縮性流体を回転弁体外に排出する非圧縮性流体排出部と、弁本体内に漏洩した非圧縮性流体を弁本体外に排出する漏洩流体排出部とを設けたことを特徴とする固気２相物質の押し込み装置。
  5. 　同伴ガス排出部と、非圧縮性流体排出部と、漏洩流体排出部と、非圧縮性流体供給部のうち、少なくとも非圧縮性流体排出部及び漏洩流体排出部に原料の流出を防ぐ有孔板を設けたことを特徴とする請求項４記載の固気２相物質の押し込み装置。
  6. 　同伴ガス排出部と、非圧縮性流体排出部と、漏洩流体排出部と、非圧縮性流体供給部に原料の流出を防ぐ有孔板を設けたことを特徴とする請求項４記載の固気２相物質の押し込み装置。
  7. 　回転弁体を球体状又は筒形状に形成することを特徴とする請求項４記載の２相物質の押し込み装置。
  8. 　貫通部の中央部を両端開口部よりも大径にすることを特徴とする請求項４記載の２相物質の押し込み装置。
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