JP2009242734A - ガスハイドレートの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スラリー中のガスハイドレートの濃度をリアルタイムで検出することができ、もって熱交換機においてガスハイドレートによる閉塞発生の虞を低減することができるガスハイドレートの製造装置を提供する。
【解決手段】原料ガスと水とを低温及び高圧の下で反応させてガスハイドレートを生成する反応生成部1と、反応生成部1内の液体相を冷却する液体冷却装置2と、反応生成部1および／又は液体冷却装置2の運転を制御する制御部14とを備えたガスハイドレートの製造装置であって、液体冷却装置2は、反応生成部1から液体を抜き出して再び戻す循環ライン7と、循環ライン7に設けられた熱交換器9とを備え、反応生成部1は、内部の液体の導電率を測る導電率計13を備え、制御部14は、導電率計13による測定結果を受けて液体冷却装置2および／又は反応生成部1の運転の制御を実行可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、原料ガスと水とを低温及び高圧の下で反応させてガスハイドレートを生成する反応生成部と、前記反応生成部内の液体相を冷却する液体冷却部と、前記反応生成部および／又は液体冷却部の運転を制御する制御部とを備えたガスハイドレートの製造装置に関する。

ガスハイドレートは、水分子が結合して形成された立体構造の籠の内部に、例えば天然ガスの成分であるメタン、エタン、プロパン、ブタン等の炭化水素や二酸化炭素等のガス分子が取り込まれて形成される包接（クラスレート）水和物（ハイドレート）の総称である。すなわち、ガスハイドレートは、原料ガス分子と水分子からなる氷状の固体物質であり、水分子が形成する立体的な籠状構造の内部に原料ガス分子を包接した安定な包接化合物の一種である。このガスハイドレートは、ガス包蔵量が比較的大きいと共に、大きな生成・分解エネルギーや、ハイドレート化ガスの選択性等の特徴ある性質を有しているため、例えば、天然ガス等の輸送・貯蔵手段や、蓄熱システム、アクチュエータ、特定成分ガスの分離回収等の多様な用途が可能であり、盛んに研究がなされている。

ガスハイドレートは、通常、高圧・低温条件の下で生成される。生成方法として、以下の方式が良く知られている。原料ガスを高圧に充填した反応容器の上部から冷却した水を噴霧することにより、水滴が原料ガス中を落下する際に水滴表面にガスハイドレートを生成させる、いわゆる「水噴霧方式」や、反応容器内の水中に原料ガスを気泡として導入（バブリング）することにより、原料ガスの気泡が水中を上昇する際に気泡表面にガスハイドレートを生成させる、いわゆる「バブリング方式」等である。

バブリング方式では、反応容器内の水中で生成されるガスハイドレートは、比重が水より小さいので水中を浮上する。そして、生成反応の進行によりガスハイドレートの量が増えると共に撹拌によりスラリー化される。通常、スラリー中のガスハイドレートの含有量が約１０ｗｔ％〜２０ｗｔ％程度になった段階で、生成されたガスハイドレートはスラリー状態で反応容器外に抜き出される。

この抜き出されたスラリー状態のガスハイドレートは、脱水装置に通されて脱水されガスハイドレートの含有量が約４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度に高められる。その状態にして更にガスハイドレートの含有量を約９０ｗｔ％程度に高めるための次の生成工程に送られる。

図７は従来のガスハイドレートの製造装置の概略構成図を示す（例えば特許文献１）。原料ガスと水とを低温及び高圧の下で反応させて一次ガスハイドレート６を生成する反応生成部１と、該反応生成部１内の液体を冷却する液体冷却装置２と、該反応生成部１で生成した一次ガスハイドレート６のスラリーがスラリーポンプ１０を介して送られ、該スラリーを濃縮する脱水装置３と、該脱水装置３で脱水処理された濃縮スラリーと原料ガスを再度反応させて高濃度の二次ガスハイドレート４を生成する第二反応生成部５とを備えている。

液体冷却装置２は、ガスハイドレートの生成反応が発熱反応であるため、反応生成部１内の液温上昇を抑えるために設けられている。該液体冷却装置２は、図７に示したように、第一の反応生成部１から液体を外部に抜き出して戻す循環ライン７と、該循環ライン７に設けられた循環用ポンプ８と、該循環用ポンプ８より循環方向における下流側に設けられた熱交換器９によって構成されている。
特開２００６−１１１７４６号公報

しかし、反応生成部１で生成した一次ガスハイドレート６のスラリーを抜き出して熱交換器９で冷却すると、スラリーの液温を下げることができるが、その液温低下はガスハイドレートの生成反応が進む方向に作用する。その結果、該熱交換器９内でガスハイドレートが生成し、付着し、その流路を閉塞する問題があった。

この閉塞の問題は、前記スラリーの濃度に関係する。すなわち、スラリー中のガスハイドレートの濃度が高いほど閉塞が発生する虞が高い。

しかし、これまで、スラリー中のガスハイドレートの濃度をリアルタイムで検出する技術は提供されていない。質量流量計による濃度測定技術が提供されているが、気泡の影響で誤差が大きく、信頼性に乏しい。そのため、前記閉塞が発生する虞を充分に低減しにくいのが実状であった。

本発明の目的は、スラリー中のガスハイドレートの濃度をリアルタイムで検出することができ、もって熱交換機においてガスハイドレートによる閉塞発生の虞を低減することができるガスハイドレートの製造装置を提供することにある。

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製造装置は、原料ガスと水とを低温及び高圧の下で反応させてガスハイドレートを生成する反応生成部と、前記反応生成部内の液体相を冷却する液体冷却部と、前記反応生成部および／又は液体冷却部の運転を制御する制御部とを備えたガスハイドレートの製造装置であって、前記液体冷却部は、前記反応生成部から液体を抜き出して再び戻す循環ラインと、前記循環ラインに設けられた熱交換器とを備え、前記反応生成部は、内部の液体の導電率を測る導電率測定部を備え、前記制御部は、前記導電率測定部による測定結果を受けて前記液体冷却部および／又は反応生成部の運転の制御を実行可能に構成されていることを特徴とするものである。

ガスハイドレートは生成するときに、排他的に水を取り込む性質がある。すなわち、原料水中には元々導電性の不純物が含まれているが、ガスハイドレートが生成するときに前記導電性の不純物を取り込まないので、該不純物は水中に濃縮される。その結果、ガスハイドレートの生成に伴って、ガスハイドレートスラリーの導電率が次第に上昇する関係にある。
そこで、原料水の導電率と、ガスハイドレートの異なる既知濃度における各ガスハイドレートスラリーの各導電率を予め測定して、ガスハイドレートスラリーの導電率とガスハイドレートの濃度との関係（検量線）を求めておくことにより、反応生成部内のスラリーの導電率を測定することにより、ガスハイドレートの濃度を求めることが可能になる。そして、導電率は導電率計を用いることによって、リアルタイムで計測することができる。
尚、導電率は抵抗率の逆数であることから、ガスハイドレートスラリーの抵抗率を測定することでも同様にガスハイドレートの濃度を求めることが可能であることは容易に理解できる。そこで、本願明細書においては、「導電率」はその逆数関係にある抵抗率を含む意味で用いることにする。すなわち、スラリーの抵抗率を測ってガスハイドレートの濃度を求めてもよい。

本態様によれば、スラリー中のガスハイドレートの濃度をリアルタイムで検出することができ、もって熱交換機においてガスハイドレートによる閉塞発生の虞を低減することができる。

本発明の第２の態様は、前記第１の態様のガスハイドレートの製造装置において、前記熱交換器は冷媒供給ラインに冷媒流量調節弁を備え、前記制御部は、前記導電率測定部による測定値が第１の設定値Ｘ１以上のときには冷媒の供給量を減らす方向に前記冷媒流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されていることを特徴とするものである。

ここで、第１の設定値Ｘ１は、循環ラインを通って熱交換器を循環するガスハイドレートスラリーの濃度で、そのまま循環を継続すると該熱交換器内でガスハイドレートの閉塞の発生、成長の虞のある濃度に対応するスラリーの導電率の値である。この値Ｘ１は予め実測し、安全率を考慮して定めるのが好ましいが、理論的な計算により定めてもよい。

本態様によれば、前記制御部は、導電率測定部による測定値が第１の設定値Ｘ１以上のときには冷媒の供給量を減らす方向に前記冷媒流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されている。従って、熱交換器は、通常運転時における冷却能力よりも低い冷却能力に換わるので、該熱交換器内におけるガスハイドレートの生成、付着が起こりにくくなり、閉塞発生の虞を低減することができる。

本発明の第３の態様は、前記第２の態様のガスハイドレートの製造装置において、前記制御部は、前記導電率測定部による測定値が第２の設定値Ｘ２以下（ここで、Ｘ２＜Ｘ１）のときには冷媒の供給量を増やす方向に前記冷媒流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されていることを特徴とするものである。

ここで、第２の設定値Ｘ２は、循環スラリーのガスハイドレート濃度が低い状態で前記閉塞の虞はなく、それよりも熱交換器で積極的に循環スラリーを冷却してガスガスハイドレートの生成反応を起こりやすくすべき程度に低い濃度に対応する導電率である。当該ガスハイドレート製造装置の運転開始時に、当該循環スラリーは前記低濃度の状態になる。この値Ｘ２も予め実測し、安全率を考慮して定めるのが好ましいが、理論的な計算により定めてもよい。

本態様によれば、制御部は、導電率測定部による測定値が第２の設定値Ｘ２以下のときには冷媒の供給量を増やす方向に前記冷媒流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されているので、例えば、当該ガスハイドレート製造装置の運転開始の立ち上がり時間を短縮できる効果が得られる。

本発明の第４の態様は、前記第２の態様又は第３の態様のガスハイドレートの製造装置において、前記制御部は、前記冷媒の供給量を減らした後、前記導電率測定部による測定値が第３の設定値Ｘ３以下になったときには該冷媒の供給量を初期状態に戻す方向に前記冷媒流量調節弁を制御するように構成されていることを特徴とするものである。

ここで、第３の設定値Ｘ３は、循環スラリーのガスハイドレート濃度が低い状態に変わり、熱交換器を通常運転時の冷却能力に戻しても前記閉塞の虞はない程度に低い濃度に対応する導電率である。この値Ｘ３も予め実測し、安全率を考慮して定めるのが好ましいが、理論的な計算により定めてもよい。

本態様によれば、制御部は、前記冷媒の供給量を減らした後、前記導電率測定部による測定値が第３の設定値Ｘ３以下になったときには該冷媒の供給量を初期状態に戻す方向に前記冷媒流量調節弁を制御するように構成されているので、閉塞の虞少なく熱交換器を通常運転時の冷却能力に復帰させてガスハイドレートの生成を行うことができる。

本発明の第５の態様は、前記第１の態様のガスハイドレートの製造装置において、前記反応生成部は原料ガス供給ラインに原料ガス流量調節弁を備え、前記制御部は、前記導電率測定部による測定値が第１の設定値Ｘ１以上のときには原料ガスの供給量を減らす方向に前記原料ガス流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されていることを特徴とするものである。

反応生成部への原料ガスの供給量を通常運転時よりも絞って少なくすれば、反応生成部内でのガスハイドレートの生成率は低下する。従って、原料の水は通常運転状態と変わらずに反応生成部に供給されることにより、ガスハイドレートの濃度は低下する。この濃度低下により、循環スラリーが熱交換器で冷却される際に、閉塞発生の虞が低下する。

本態様によれば、制御部は、前記導電率測定部による測定値が第１の設定値Ｘ１以上のときには原料ガスの供給量を減らす方向に前記原料ガス流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されているので、循環スラリー自体の濃度を直接低下することができ、以て、熱交換器を通常運転時における冷却能力で運転しても、該熱交換器内におけるガスハイドレートの生成、付着が起こりにくくなり、閉塞発生の虞を低減することができる。

本発明の第６の態様は、前記第５の態様のガスハイドレートの製造装置において、前記制御部は、前記原料ガスの供給量を減らした後、前記導電率測定部による測定値が第４の設定値Ｘ４以下になったときには該原料ガスの供給量を初期状態に戻す方向に前記原料ガス流量調節弁を制御するように構成されていることを特徴とするものである。

ここで、第４の設定値Ｘ４は、循環スラリーのガスハイドレート濃度が低い状態に変わり、原料ガスの供給量を通常運転時の量に戻しても前記閉塞の虞はない程度に低い濃度に対応する導電率である。この値Ｘ４も予め実測し、安全率を考慮して定めるのが好ましいが、理論的な計算により定めてもよい。尚、第４の設定値Ｘ４は前記第３の設定値Ｘ３と通常は近い値になると言える。

本態様によれば、制御部は、前記原料ガスの供給量を減らした後、前記導電率測定部による測定値が第４の設定値Ｘ４以下になったときには該原料ガスの供給量を初期状態に戻す方向に前記原料ガス流量調節弁を制御するように構成されているので、閉塞の虞少なく原料ガスの供給量を通常運転時の量に戻してガスハイドレートの生成を行うことができる。

本発明の第７の態様は、前記第２の態様又は第３の態様のガスハイドレートの製造装置において、前記反応生成部は原料ガス供給ラインに原料ガス流量調節弁を備え、前記制御部は、前記導電率測定部による測定値が第１の設定値Ｘ１以上のときには、前記冷媒の供給量を減らす制御に加えて、原料ガスの供給量を減らす方向に前記原料ガス流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されていることを特徴とするものである。

本態様によれば、循環スラリーの濃度が高くなり、熱交換器で閉塞発生の虞が高まったとき、その虞の高い状態であることを循環スラリーの導電率の計測により把握し、冷媒の供給量を減らす制御に加えて、原料ガスの供給量も減らす制御が実行されるので、短時間で循環スラリーの濃度を前記閉塞発生の虞がない程度まで低下させることができる。すなわち、熱交換器は、通常運転時における冷却能力よりも低い冷却能力に切り換わると共に、原料ガスの供給が絞られて循環スラリー自体の濃度が直接低下することになるので、該熱交換器内におけるガスハイドレートの生成、付着が一層起こりにくくなり、閉塞発生の虞を一層低減することができる。

本発明の第８の態様は、前記第７の態様のガスハイドレートの製造装置において、前記制御部は、前記冷媒の供給量及び原料ガスの供給量を減らした後、前記導電率測定部による測定値が第５の設定値Ｘ５以下になったときには該冷媒の供給量及び原料ガスの供給量を初期状態に戻す方向に前記冷媒流量調節弁及び原料ガス流量調節弁を制御するように構成されていることを特徴とするものである。

ここで、第５の設定値Ｘ５は、循環スラリーのガスハイドレート濃度が低い状態に変わり、熱交換器を通常運転時の冷却能力に戻し、更に原料ガスの供給量の通常運転時の量に戻しても前記閉塞の虞はない程度に低い濃度に対応する導電率である。この値Ｘ５も予め実測し、安全率を考慮して定めるのが好ましいが、理論的な計算により定めてもよい。尚、第５の設定値Ｘ５は前記第３の設定値Ｘ３と通常は近い値になると言える。

本態様によれば、制御部は、前記冷媒の供給量及び原料ガスの供給量を減らした後、前記導電率測定部による測定値が第５の設定値Ｘ５以下になったときには該冷媒の供給量及び原料ガスの供給量を初期状態に戻す方向に前記冷媒流量調節弁及び原料ガス流量調節弁を制御するように構成されているので、閉塞の虞少なく熱交換器を通常運転時の冷却能力に復帰させ、更に原料ガスの供給量を通常運転時の量に戻してガスハイドレートの生成を行うことができる。

本発明によれば、ガスハイドレートスラリーの導電率から該スラリー中のガスハイドレートの濃度をリアルタイムで検出することができ、もって熱交換機においてガスハイドレートによる閉塞発生の虞を低減することができる。

［実施の形態１］
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係るガスハイドレートの製造装置を示す概略構成図であり、図２は図１のガスハイドレートの製造装置における液体冷却装置の運転を制御する制御部の制御内容を説明するフローチャートである。

本実施の形態に係るガスハイドレートの製造装置は、原料ガスと水とを低温（約３℃）及び高圧（約５．５ＭＰａ）の下で反応させて一次ガスハイドレート６を生成する反応生成部１と、該反応生成部１内の液体を冷却する液体冷却装置２と、前記液体冷却装置２の運転を制御する制御部１４と、前記反応生成部１で生成した一次ガスハイドレート６のスラリーがスラリーポンプ１０を介して送られ、該スラリーを濃縮する脱水装置３と、該脱水装置３で脱水処理された濃縮スラリーと原料ガスを再度反応させて高濃度の二次ガスハイドレート４を生成する第二反応生成部５とを備えて構成されている。

液体冷却装置２は、繰り返しの説明になるが、ガスハイドレートの生成反応が発熱反応であるため、反応生成部１内の液温上昇を抑えるために設けられている。該液体冷却装置２は、図１に示したように、第一の反応生成部１から液体を外部に抜き出して戻す循環ライン７と、該循環ライン７に設けられた循環用ポンプ８と、該循環用ポンプ８より循環方向Ｆにおける下流側に設けられた熱交換器９によって構成されている。熱交換器９は、冷媒供給ライン１１に冷媒流量調節弁１２を備えている。

反応生成部１は、原料ガス供給ライン１５から原料ガスが供給され、原料の水供給ライン１６から水が供給される。そして、内部のガスハイドレートスラリーの導電率を測る導電率計１３を備えている。

制御部１４は、前記導電率計１３による前記スラリーの導電率の測定結果を受けて前記液体冷却装置２の運転の制御を実行可能に構成されている。この制御部１４は、ガスハイドレートスラリーの導電率とガスハイドレートの濃度との関係（検量線）が予め求められて記憶部に記憶されており、反応生成部１内のスラリーの導電率を測定することにより、ガスハイドレートの濃度を求めることが可能になっている。

次に、本実施の形態における制御部１４の制御内容を、図２のフローチャートに基づいて説明する。
制御部１４は、導電率計１３による測定値が前記第１の設定値Ｘ１以上のときには（ステップＳ１）、冷媒供給ライン１１から送られる冷媒の供給量を減らす方向に前記冷媒流量調節弁１２を調節する制御を実行するように構成されている（ステップＳ２）。ここで、第１の設定値Ｘ１は、既述の通り、循環ライン７を通って熱交換器９を循環するガスハイドレートスラリーの濃度で、そのまま循環を継続すると該熱交換器９内でガスハイドレートの閉塞の発生、成長の虞のある濃度に対応するスラリーの導電率の値である。

このステップＳ２により、熱交換器９は、通常運転時における冷却能力よりも低い冷却能力に換わるので、該熱交換器９内におけるガスハイドレートの生成、付着が起こりにくくなり、閉塞発生の虞を低減することができる。

また、導電率計１３による測定値が前記第２の設定値Ｘ２以下（ここで、Ｘ２＜Ｘ１）のときには（ステップＳ１）、冷媒供給ライン１１から送られる冷媒の供給量を増やす方向に前記冷媒流量調節弁１２を調節する制御を実行するように構成されている（ステップＳ３）。ここで、第２の設定値Ｘ２は、既述の通り、循環ライン７を循環するスラリーのガスハイドレート濃度が低い状態で前記閉塞の虞はなく、それよりも熱交換器９で積極的に循環スラリーを冷却してガスガスハイドレートの生成反応を起こりやすくすべき程度に低い濃度に対応する導電率である。

このステップＳ３により、冷媒供給ライン１１から送られる冷媒の供給量を増やす方向に冷媒流量調節弁１２を調節するので、例えば、当該ガスハイドレート製造装置の運転開始の立ち上がり時間を短縮できる効果が得られる。

そして、ステップＳ２で前記冷媒の供給量を減らした後、導電率計１３による測定値が前記第３の設定値Ｘ３以下になったときには（ステップＳ４）、冷媒供給ライン１１から送られる該冷媒の供給量を初期状態に戻す方向に冷媒流量調節弁１２を制御するように構成されている（ステップＳ５）。ここで、第３の設定値Ｘ３は、既述の通り、循環スラリーのガスハイドレート濃度が低い状態に変わり、熱交換器９を通常運転時の冷却能力に戻しても前記閉塞の虞はない程度に低い濃度に対応する導電率である。このステップＳ５により、閉塞の虞少なく熱交換器９を通常運転時の冷却能力に復帰させてガスハイドレートの生成を行うことができる。
尚、本実施の形態では、ステップＳ４において、一定時間経過しても導電率計１３による測定値が前記第３の設定値Ｘ３以下にならないときは、ステップＳ２に戻って、更に冷媒供給量を減らせるようになっている。

前記ステップＳ３で前記冷媒の供給量を増やした後、導電率計１３による測定値が第６の設定値Ｘ６以上になったときには（ステップＳ６）、前記ステップＳ５に移行して、熱交換器９を通常運転時の冷却能力に戻してガスハイドレートの生成を行うようになっている。

［実施の形態２］
図３は本発明の実施の形態２に係るガスハイドレートの製造装置を示す概略構成図であり、図４は図３のガスハイドレートの製造装置における反応生成部の運転を制御する制御部の制御内容を説明するフローチャートである。

本実施の形態では、反応生成部１は原料ガス供給ライン１５に原料ガス流量調節弁１７を備えている。そして、制御部１４は、導電率計１３による測定値が第１の設定値Ｘ１以上のときには（ステップＳ１１）、原料ガス供給ライン１５から送られる原料ガスの供給量を減らす方向に原料ガス流量調節弁１７を調節するようになっている（ステップＳ１２）。

反応生成部１への原料ガスの供給量を通常運転時よりも絞って少なくすれば、反応生成部１内でのガスハイドレートの生成率は低下する。従って、水供給ライン１６から送られる原料の水は通常運転状態と変わらずに反応生成部１に供給されることにより、ガスハイドレートの濃度は低下する。このように循環スラリーの濃度が低下することにより、該循環スラリーが熱交換器９で冷却される際に、閉塞発生の虞が低下する。

ステップＳ１２により、反応生成部１内の循環スラリー自体の濃度を直接低下することができるので、熱交換器９を通常運転時における冷却能力で運転しても、該熱交換器９内におけるガスハイドレートの生成、付着が起こりにくくなり、閉塞発生の虞を低減することができる。

原料ガスの供給量を減らした後（ステップＳ１２）、導電率計１３による測定値が第４の設定値Ｘ４以下になったときには（ステップＳ１３）、該原料ガスの供給量を初期状態に戻す方向に原料ガス流量調節弁１７を制御するようになっている（ステップＳ１４）。ここで、第４の設定値Ｘ４は、既述の通り、循環スラリーのガスハイドレート濃度が低い状態に変わり、原料ガスの供給量を通常運転時の量に戻しても前記閉塞の虞はない程度に低い濃度に対応する導電率である。
ステップＳ１４により、閉塞の虞少なく原料ガスの供給量を通常運転時の量に戻してガスハイドレートの生成を行うことができる。

［実施の形態３］
図５は本発明の実施の形態３に係るガスハイドレートの製造装置を示す概略構成図であり、図６は図５のガスハイドレートの製造装置における反応生成部の運転を制御する制御部の制御内容を説明するフローチャートである。

本実施の形態では、熱交換器９は冷媒供給ライン１１に冷媒流量調節弁１２を備え、反応生成部１は原料ガス供給ライン１５に原料ガス流量調節弁１７を備えている。そして、制御部１４は、導電率計１３による測定値が第１の設定値Ｘ１以上のときには（ステップＳ２１）、冷媒供給ライン１１から送られる冷媒の供給量を減らす方向に冷媒流量調節弁１２を調節すると共に、更に、原料ガスの供給量を減らす方向に原料ガス流量調節弁１７を調節するようになっている（ステップＳ２２）。

このステップＳ２２により、循環スラリーの濃度が高くなり、熱交換器９で閉塞発生の虞が高まったとき、その虞の高い状態であることを、導電率計１３による循環スラリーの導電率の計測により把握し、冷媒の供給量を減らすことに加えて、原料ガスの供給量も減らすので、短時間で循環スラリーの濃度を前記閉塞発生の虞がない程度まで低下させることができる。すなわち、熱交換器９は、通常運転時における冷却能力よりも低い冷却能力に切り換わると共に、原料ガスの供給が絞られて循環スラリー自体の濃度が直接低下することになるので、該熱交換器９内におけるガスハイドレートの生成、付着が一層起こりにくくなり、閉塞発生の虞を一層低減することができる。

前記冷媒の供給量及び原料ガスの供給量を減らした後（ステップＳ２２）、導電率計１３による測定値が第５の設定値Ｘ５以下になったときには（ステップＳ２３）、該冷媒の供給量及び原料ガスの供給量を初期状態に戻す方向に冷媒流量調節弁１２及び原料ガス流量調節弁１７を制御するようになっている（ステップＳ２４）。ここで、第５の設定値Ｘ５は、既述の通り、循環スラリーのガスハイドレート濃度が低い状態に変わり、熱交換器９を通常運転時の冷却能力に戻し、更に原料ガスの供給量の通常運転時の量に戻しても前記閉塞の虞はない程度に低い濃度に対応する導電率である。

ステップＳ２４により、冷媒の供給量及び原料ガスの供給量を初期状態に戻す方向に冷媒流量調節弁１２及び原料ガス流量調節弁１７を制御するので、閉塞の虞少なく熱交換器９を通常運転時の冷却能力に復帰させ、更に原料ガスの供給量を通常運転時の量に戻してガスハイドレートの生成を行うことができる。

本発明の実施の形態１に係るガスハイドレートの製造装置を示す概略構成図である。 実施の形態１に係る液体冷却装置の制御部の制御内容を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るガスハイドレートの製造装置を示す概略構成図である。 実施の形態２に係る反応生成部の制御部の制御内容を説明するフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係るガスハイドレートの製造装置を示す概略構成図である。 実施の形態３に係る液体冷却装置及び反応生成部の制御部の制御内容を説明するフローチャートである。 従来の液体冷却装置を備えたガスハイドレートの製造装置を示す概略構成図である。

符号の説明

１ 反応生成部、 ２ 液体冷却装置、 ３ 脱水装置、 ４ 高濃度の二次ガスハイドレート、 ５ 第二反応生成部、 ６ 一次ガスハイドレート、 ７ 循環ライン、 ８ 循環用ポンプ、 ９ 熱交換器、 １０ スラリーポンプ、 １１ 冷媒供給ライン、 １２ 冷媒流量調節弁、 １３ 導電率計、 １４ 制御部、 １５ 原料ガス供給ライン、 １６ 原料の水供給ライン、 １７ 原料ガス流量調節弁

Claims (8)

1. 原料ガスと水とを低温及び高圧の下で反応させてガスハイドレートを生成する反応生成部と、
   前記反応生成部内の液体相を冷却する液体冷却部と、
   前記反応生成部および／又は液体冷却部の運転を制御する制御部と、を備えたガスハイドレートの製造装置であって、
   前記液体冷却部は、前記反応生成部から液体を抜き出して再び戻す循環ラインと、前記循環ラインに設けられた熱交換器とを備え、
   前記反応生成部は、内部の液体の導電率を測る導電率測定部を備え、
   前記制御部は、前記導電率測定部による測定結果を受けて前記液体冷却部および／又は反応生成部の運転の制御を実行可能に構成されていることを特徴とするガスハイドレートの製造装置。
2. 請求項１に記載のガスハイドレートの製造装置において、
   前記熱交換器は冷媒供給ラインに冷媒流量調節弁を備え、
   前記制御部は、前記導電率測定部による測定値が第１の設定値Ｘ１以上のときには冷媒の供給量を減らす方向に前記冷媒流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されていることを特徴とするガスハイドレートの製造装置。
3. 請求項２に記載のガスハイドレートの製造装置において、
   前記制御部は、前記導電率測定部による測定値が第２の設定値Ｘ２以下（ここで、Ｘ２＜Ｘ１）のときには冷媒の供給量を増やす方向に前記冷媒流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されていることを特徴とするガスハイドレートの製造装置。
4. 請求項２又は３に記載のガスハイドレートの製造装置において、
   前記制御部は、前記冷媒の供給量を減らした後、前記導電率測定部による測定値が第３の設定値Ｘ３以下になったときには該冷媒の供給量を初期状態に戻す方向に前記冷媒流量調節弁を制御するように構成されていることを特徴とするガスハイドレートの製造装置。
5. 請求項１に記載のガスハイドレートの製造装置において、
   前記反応生成部は原料ガス供給ラインに原料ガス流量調節弁を備え、
   前記制御部は、前記導電率測定部による測定値が第１の設定値Ｘ１以上のときには原料ガスの供給量を減らす方向に前記原料ガス流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されていることを特徴とするガスハイドレートの製造装置。
6. 請求項５に記載のガスハイドレートの製造装置において、
   前記制御部は、前記原料ガスの供給量を減らした後、前記導電率測定部による測定値が第４の設定値Ｘ４以下になったときには該原料ガスの供給量を初期状態に戻す方向に前記原料ガス流量調節弁を制御するように構成されていることを特徴とするガスハイドレートの製造装置。
7. 請求項２又は３に記載のガスハイドレートの製造装置において、
   前記反応生成部は原料ガス供給ラインに原料ガス流量調節弁を備え、
   前記制御部は、前記導電率測定部による測定値が第１の設定値Ｘ１以上のときには、前記冷媒の供給量を減らす制御に加えて、原料ガスの供給量を減らす方向に前記原料ガス流量調節弁を調節する制御を実行可能に構成されていることを特徴とするガスハイドレートの製造装置。
8. 請求項７に記載のガスハイドレートの製造装置において、
   前記制御部は、前記冷媒の供給量及び原料ガスの供給量を減らした後、前記導電率測定部による測定値が第５の設定値Ｘ５以下になったときには該冷媒の供給量及び原料ガスの供給量を初期状態に戻す方向に前記冷媒流量調節弁及び原料ガス流量調節弁を制御するように構成されていることを特徴とするガスハイドレートの製造装置。

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