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JP2013248598A - Device and method for separating mixed gas - Google Patents

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JP2013248598A
JP2013248598A JP2012127244A JP2012127244A JP2013248598A JP 2013248598 A JP2013248598 A JP 2013248598A JP 2012127244 A JP2012127244 A JP 2012127244A JP 2012127244 A JP2012127244 A JP 2012127244A JP 2013248598 A JP2013248598 A JP 2013248598A
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JP
Japan
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gas
mixed gas
hydrate
mixed
unit
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Application number
JP2012127244A
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Japanese (ja)
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Hidenori Moriya
英教 守屋
Hisakimi Kato
寿仁 加藤
Toru Nagata
徹 永田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Publication date
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Abstract

【課題】燃焼排ガス等の混合ガスからCO等の少なくとも一種類のガスを分離する際にかかる消費エネルギーを低減させ、装置の運転コストを低減することができる混合ガスの分離装置及び方法を提供することを目的とする。
【解決手段】混合ガスを圧縮する圧縮部と、前記圧縮部で圧縮されて温度上昇した混合ガスを通して冷却する熱交換部と、前記圧縮部で圧縮され且つ前記熱交換部で冷却された前記混合ガスと水を反応させて、前記混合ガス中に含まれる少なくとも一種類のガス成分のガスハイドレートを生成するガスハイドレート生成部と、前記ガスハイドレート生成部の下流側に位置する気液分離部とを備え、前記ガスハイドレート生成部から出た前記ガスハイドレートのスラリーは、前記熱交換部を通って前記混合ガスの熱を吸収して前記ガスハイドレートが分解されて前記気液分離部に入るように構成されている。
【選択図】図1
Provided is a mixed gas separation device and method capable of reducing energy consumption required for separating at least one kind of gas such as CO 2 from a mixed gas such as combustion exhaust gas and reducing the operating cost of the device. The purpose is to do.
A compression unit that compresses a mixed gas, a heat exchange unit that cools through a mixed gas that has been compressed by the compression unit and has risen in temperature, and the mixture that is compressed by the compression unit and cooled by the heat exchange unit A gas hydrate generator that reacts gas and water to generate a gas hydrate of at least one gas component contained in the mixed gas, and a gas-liquid separation located downstream of the gas hydrate generator The gas hydrate slurry that has exited from the gas hydrate generating unit absorbs heat of the mixed gas through the heat exchange unit, and the gas hydrate is decomposed to cause the gas-liquid separation. It is configured to enter the department.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、燃焼排ガス、プロセスガス、天然ガス、バイオガス、合成ガス等の混合ガス中に含まれる例えば二酸化炭素等の少なくとも一種類のガス成分をハイドレート化して分離する混合ガスの分離装置及び方法に関するものである。   The present invention relates to a mixed gas separation device that hydrates and separates at least one gas component such as carbon dioxide contained in a mixed gas such as combustion exhaust gas, process gas, natural gas, biogas, synthesis gas, and the like, and It is about the method.

燃焼排ガス等の混合ガス中の二酸化炭素(CO)をハイドレート化させることによって前記混合ガスからCOを分離するハイドレート分離法は、水のみを利用してCOの分離を行うことができるという点で最もクリーンな方法であり、注目されている。 Hydrate separation method for separating the CO 2 from the gas mixture by hydrate the carbon dioxide (CO 2) in the mixed gas such as flue gas, is possible to perform the separation of CO 2 by using only water It is the cleanest method in terms of being able to do it, and is attracting attention.

しかしながら、COガスハイドレートを生成する場合には混合ガスを高圧及び低温の生成条件下まで昇圧し、冷却する必要がある。また、分離したCOガスを回収するためにCOガスハイドレートを分解(再ガス化)するが、その分解には分解熱を供給する必要がある。そのため、消費エネルギーが多くかかり、運転コストが高くなる傾向がある。 However, when CO 2 gas hydrate is generated, it is necessary to increase the pressure of the mixed gas to high pressure and low temperature generation conditions and to cool it. Further, in order to recover the separated CO 2 gas, the CO 2 gas hydrate is decomposed (regasified), and it is necessary to supply heat of decomposition for the decomposition. Therefore, it consumes a lot of energy and tends to increase the operating cost.

特許文献1には、燃焼排ガス中のCOをハイドレート化することによって分離し、その分離したCOガスハイドレートを加熱分解してCOに再ガス化するときに発生する圧力エネルギーをガスエキスパージョン等の動力回収装置によって回収する省エネルギー化技術が記載されている。 In Patent Document 1, CO 2 in combustion exhaust gas is separated by hydrated, and the pressure energy generated when the separated CO 2 gas hydrate is thermally decomposed and regasified to CO 2 is gasified. An energy saving technique for recovery by a power recovery device such as an expansion is described.

米国公開特許第2007/0248527号明細書US Published Patent No. 2007/0248527

しかし、混合ガスをCOガスハイドレートの生成条件の圧力を満たすまで圧縮して昇圧する際に該圧縮に伴って発生する熱を、従来は冷凍機等で除去していた。冷凍機等の駆動には少なからずエネルギーを要する。
また、COガスハイドレートを分解してCOに再ガス化するには該COガスハイドレートに分解用の熱エネルギーを供給して加熱する必要があった。
エネルギー問題およびそのエネルギー問題に起因する環境問題に鑑み、更なる省エネルギー化が求められている。
However, conventionally, the heat generated by the compression when the mixed gas is compressed and pressurized until it satisfies the pressure of the conditions for generating CO 2 gas hydrate has been removed by a refrigerator or the like. Driving a refrigerator or the like requires a lot of energy.
Further, in order to decompose the CO 2 gas hydrate and re-gasify it into CO 2 , it is necessary to supply the CO 2 gas hydrate with heat energy for decomposition and heat it.
In view of the energy problem and the environmental problems resulting from the energy problem, further energy saving is required.

◆◆◆ 目的 ◆◆◆
本発明は、燃焼排ガス等の混合ガスからCO等の少なくとも一種類のガスを分離する際にかかる消費エネルギーを低減させ、装置の運転コストを低減することができる混合ガスの分離装置及び方法を提供することを目的とする。
◆◆◆ Purpose ◆◆◆
The present invention relates to an apparatus and method for separating a mixed gas, which can reduce the energy consumed when separating at least one kind of gas such as CO 2 from a mixed gas such as combustion exhaust gas, and can reduce the operating cost of the apparatus. The purpose is to provide.

上記目的を達成するため、本発明の第1の態様に係る混合ガスの分離装置は、混合ガスを圧縮する圧縮部と、前記圧縮部で圧縮されて温度上昇した混合ガスを通して冷却する熱交換部と、前記圧縮部で圧縮され且つ前記熱交換部で冷却された前記混合ガスと水を反応させて、前記混合ガス中に含まれる少なくとも一種類のガス成分のガスハイドレートを生成するガスハイドレート生成部と、前記ガスハイドレート生成部の下流側に位置する気液分離部とを備え、前記ガスハイドレート生成部から出た前記ガスハイドレートのスラリーは、前記熱交換部を通って前記混合ガスの熱を吸収して前記ガスハイドレートが分解されて前記気液分離部に入るように構成されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a mixed gas separation device according to a first aspect of the present invention includes a compression unit that compresses a mixed gas, and a heat exchange unit that cools through the mixed gas that has been compressed by the compression unit and has risen in temperature. And a gas hydrate that generates a gas hydrate of at least one gas component contained in the mixed gas by reacting the mixed gas compressed in the compression unit and cooled in the heat exchange unit with water. And a gas-liquid separation unit located downstream of the gas hydrate generation unit, and the gas hydrate slurry from the gas hydrate generation unit passes through the heat exchange unit and mixes the gas hydrate slurry. The gas hydrate is decomposed by absorbing the heat of the gas and enters the gas-liquid separation unit.

ここで、「混合ガス中に含まれる少なくとも一種類のガス成分のガスハイドレート」とは、分離対象ガスが例えばCOのように一種類である場合の該一種類のガスのガスハイドレート及び分離対象ガスが複数種類である場合の該複数種類のガスのそれぞれのガスハイドレートの他に、以下のガスハイドレートも含む意味で使われている。
即ち、分離対象ガスが一種類であるが、ガスハイドレート生成の相平衡曲線が近い位置にある他の種類のガスが当該混合ガス中に一緒に含まれている場合には、生成条件によっては、前記分離対象ガスのガスハイドレートの他に、当該分離対象ガスと前記他の種類のガスの両方を含む複数ガスハイドレートも生成されることがあり、本発明ではこの複数ガスハイドレートも含む意味で使われている。
Here, “the gas hydrate of at least one kind of gas component contained in the mixed gas” means the gas hydrate of the one kind of gas when the separation target gas is one kind such as CO 2 , and the like. In addition to the gas hydrates of the plurality of types of gases when the separation target gases are a plurality of types, the following gas hydrates are also used.
That is, there is only one type of gas to be separated, but other types of gas that are close to the phase equilibrium curve for gas hydrate generation are included together in the mixed gas, depending on the generation conditions. In addition to the gas hydrate of the separation target gas, a plurality of gas hydrates including both the separation target gas and the other type of gas may be generated. In the present invention, the plurality of gas hydrates is also included. Used in meaning.

◆◆◆ 作用の説明 ◆◆◆
本態様によれば、ガスハイドレート生成部から出たガスハイドレートのスラリーは、熱交換部を通ることで、圧縮部で圧縮されて温度上昇した混合ガスを冷却してガスハイドレートの生成条件下の温度まで下げる。これにより、従来の冷凍機が不要になる。
それと同時に、前記スラリー自らは、前記熱交換部を通ることで、前記混合ガスの熱を吸収して該スラリー中の前記ガスハイドレートが分解される。これにより、ガスハイドレート分解用の熱として、前記圧縮部で圧縮されて温度上昇した混合ガスの熱を有効に利用することができる。即ちガスハイドレート加熱分解用の専用の熱源が不要である。
そして、ガスハイドレートの分解によってガスと水の混合物になって前記気液分離部に入り、分離対象であるガスと液体の水に分離される。
以上説明したように、本態様によれば、混合ガスからCO等の少なくとも一種類のガスを分離する際にかかる消費エネルギーを低減し、分離装置の運転コストを低減することができる。
◆◆◆ Explanation of action ◆◆◆
According to this aspect, the gas hydrate slurry discharged from the gas hydrate generating section passes through the heat exchanging section to cool the mixed gas that has been compressed by the compressing section and rises in temperature, thereby generating the gas hydrate. Reduce to lower temperature. This eliminates the need for a conventional refrigerator.
At the same time, the slurry itself passes through the heat exchanging portion, thereby absorbing the heat of the mixed gas and decomposing the gas hydrate in the slurry. Thereby, the heat of the mixed gas which has been compressed by the compression unit and has risen in temperature can be effectively used as the heat for gas hydrate decomposition. That is, a dedicated heat source for gas hydrate pyrolysis is not required.
The gas hydrate is decomposed to become a mixture of gas and water and enters the gas-liquid separation unit, where it is separated into gas and liquid water to be separated.
As described above, according to this aspect, it is possible to reduce the energy consumed when separating at least one kind of gas such as CO 2 from the mixed gas, and to reduce the operating cost of the separation device.

本発明の第2の態様に係る混合ガスの分離装置は、第1の態様において、前記圧縮部は前記混合ガスの流れ方向に対して直列に配設された複数個で構成され、前記熱交換部は、前記複数の各圧縮部に対応する複数個で構成され、前記ガスハイドレートのスラリーは、前記複数個の各熱交換部を通って前記気液分離部に入るように構成されていることを特徴とする。   In the mixed gas separation device according to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the compression section is composed of a plurality of units arranged in series with respect to the flow direction of the mixed gas, and the heat exchange The section is configured by a plurality corresponding to the plurality of compression sections, and the gas hydrate slurry is configured to enter the gas-liquid separation section through the plurality of heat exchange sections. It is characterized by that.

本態様によれば、複数個の圧縮部及び熱交換部の前記直列配置構造によって、混合ガスの流れ方向に対して最上流から2番目以降の圧縮部は、混合ガスが冷却されて入ってくるので、ガス圧縮に要するエネルギー消費を低減することができる。   According to this aspect, due to the serial arrangement structure of a plurality of compression sections and heat exchange sections, the second and subsequent compression sections from the most upstream with respect to the flow direction of the mixed gas enter the mixed gas after being cooled. Therefore, energy consumption required for gas compression can be reduced.

本発明の第3の態様に係る混合ガスの分離装置は、第1の態様において、前記圧縮部は前記混合ガスの流れ方向に対して並列に配設された複数個で構成され、前記熱交換部は、前記複数の各圧縮部に対応する複数個で構成され、前記ガスハイドレートのスラリーは、前記複数個の各熱交換部を通って前記気液分離部に入るように構成されていることを特徴とする。   In the mixed gas separation device according to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the compression section is composed of a plurality of units arranged in parallel with respect to the flow direction of the mixed gas, and the heat exchange The section is configured by a plurality corresponding to the plurality of compression sections, and the gas hydrate slurry is configured to enter the gas-liquid separation section through the plurality of heat exchange sections. It is characterized by that.

本態様によれば、複数個の圧縮部及び熱交換部の前記並列配置構造によって、一つの列の圧縮部又は熱交換部にトラブルが生じた場合に、その列の運転を停止して他の列の運転を継続することができる。そして、当該分離装置の運転を継続したまま、トラブルが生じた列の回復作業を行うことができる。   According to this aspect, when trouble occurs in the compression unit or the heat exchange unit of one row due to the parallel arrangement structure of the plurality of compression units and the heat exchange unit, the operation of the row is stopped and another operation is performed. The row operation can be continued. And the recovery operation | work of the row | line | column which produced the trouble can be performed, continuing the driving | operation of the said separation apparatus.

本発明の第4の態様に係る混合ガスの分離装置は、第2の態様又は第3の態様において、前記ガスハイドレートのスラリーは、前記複数個の各熱交換部を個別に通って前記気液分離部に入るように構成されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the mixed gas separation device according to the second aspect or the third aspect, wherein the gas hydrate slurry passes through each of the plurality of heat exchanging units individually. It is configured to enter the liquid separation unit.

本態様によれば、前記ガスハイドレートのスラリーは、前記複数個の各熱交換部を個別に通って前記気液分離部に入るので、該スラリー中のガスハイドレートの分解効率がよい。また、当該スラリーの流路内に前記ガスハイドレートが付着して前記流路を塞ぐ不測の事態が生じる虞を低減することができる。   According to this aspect, since the gas hydrate slurry passes through each of the plurality of heat exchange units and enters the gas-liquid separation unit, the decomposition efficiency of the gas hydrate in the slurry is good. Further, it is possible to reduce a possibility that an unexpected situation occurs in which the gas hydrate adheres to the slurry flow path and blocks the flow path.

本発明の第5の態様に係る混合ガスの分離装置は、第1の態様からは第4の態様のいずれか一つの態様において、前記気液分離部で分離された水は前記ガスハイドレート生成部と前記熱交換部との間の流路に供給可能であることを特徴とする。   The mixed gas separation device according to a fifth aspect of the present invention is the gas separation apparatus according to any one of the first aspect to the fourth aspect, wherein the water separated in the gas-liquid separation unit generates the gas hydrate. It can supply to the flow path between a part and the said heat exchange part, It is characterized by the above-mentioned.

ガスハイドレート生成部から出た前記ガスハイドレートのスラリーは、ガスハイドレートの含有量が多くなると搬送抵抗が大きくなり、ポンプの負荷が増大する。
本態様によれば、前記搬送抵抗が増した場合に該スラリーの流路に気液分離された水を送ることができる。これにより、気液分離された水の希釈作用によって前記スラリーの流路の搬送抵抗が小さくなり、ポンプ負荷の増大を防止することができる。
また、気液分離された水は、前記熱交換部で熱を吸収して温度上昇しているので、その温度を当該スラリー中のガスハイドレートの分解用の熱の一部として利用することができ、エネルギーの無駄が無い。
The gas hydrate slurry from the gas hydrate generator increases the transport resistance and increases the pump load when the gas hydrate content increases.
According to this aspect, when the conveyance resistance is increased, the gas-liquid separated water can be sent to the slurry flow path. Thereby, the conveyance resistance of the flow path of the slurry is reduced by the diluting action of the gas-liquid separated water, and an increase in pump load can be prevented.
Further, since the water that has been gas-liquid separated absorbs heat at the heat exchanger and rises in temperature, the temperature can be used as part of the heat for decomposition of the gas hydrate in the slurry. Yes, there is no waste of energy.

本発明の第6の態様に係る混合ガスの分離装置は、第1の態様からは第5の態様のいずれか一つの態様において、ハイドレート化されて分離されるガスは二酸化炭素であることを特徴とする。   In the mixed gas separation device according to the sixth aspect of the present invention, in any one of the first aspect to the fifth aspect, the gas to be hydrated and separated is carbon dioxide. Features.

本態様によれば、混合ガスが燃焼排ガスである場合は、該燃焼排ガス中の二酸化炭素を減らすことができるので、二酸化炭素の大気中への放出量を低減し、地球温暖化防止に貢献することができる。
また混合ガスが天然ガス、バイオガス、合成ガス等の有用ガス成分と非有用ガス成分を含むものである場合は、非有用成分である二酸化炭素が混合ガス中から分離除去されるので、有用成分の濃縮、精製を行うことができる。
According to this aspect, when the mixed gas is combustion exhaust gas, carbon dioxide in the combustion exhaust gas can be reduced, so that the amount of carbon dioxide released into the atmosphere is reduced, contributing to prevention of global warming. be able to.
In addition, when the mixed gas contains useful gas components such as natural gas, biogas, and synthesis gas and non-useful gas components, carbon dioxide, which is a non-useful component, is separated and removed from the mixture gas. Purification can be performed.

本発明の第7の態様に係る混合ガスの分離装置は、第1の態様からは第5の態様のいずれか一つの態様において前記混合ガスは、有用ガス成分と非有用ガス成分との混合ガスであり、ハイドレート化されて分離されるガスは、前記非有用ガス成分であることを特徴とする。   In the mixed gas separation device according to the seventh aspect of the present invention, the mixed gas according to any one of the first aspect to the fifth aspect is a mixed gas of a useful gas component and a non-useful gas component. The gas that is hydrated and separated is the non-useful gas component.

本態様によれば、混合ガスが天然ガス、バイオガス、合成ガス等の有用ガス成分と非有用ガス成分を含むものである場合は、非有用成分が混合ガス中から分離除去されるので、有用成分の濃縮、精製を行うことができる。   According to this aspect, when the mixed gas includes a useful gas component such as natural gas, biogas, and synthesis gas and a non-useful gas component, the non-useful component is separated and removed from the mixture gas. Concentration and purification can be performed.

本発明の第8の態様に係る混合ガスの分離方法は、混合ガスを圧縮する圧縮工程と、前記圧縮工程後の前記混合ガスを熱交換によって冷却する冷却工程と、前記圧縮され且つ冷却された前記混合ガスと水を反応させて、前記混合ガス中に含まれる少なくとも一種類のガス成分のガスハイドレートを生成するガスハイドレート生成工程とを有し、前記ガスハイドレート生成工程で生成された前記ガスハイドレートのスラリーは、前記混合ガスとの熱交換によって熱を吸収して前記ガスハイドレートが分解されて気液分離工程に送られることを特徴とする。
本態様によれば第1の態様と同様の作用効果が得られる。
The method for separating a mixed gas according to the eighth aspect of the present invention includes a compression step of compressing the mixed gas, a cooling step of cooling the mixed gas after the compression step by heat exchange, and the compression and cooling. A gas hydrate generating step of reacting the mixed gas with water to generate a gas hydrate of at least one kind of gas component contained in the mixed gas, and generated in the gas hydrate generating step The gas hydrate slurry absorbs heat by heat exchange with the mixed gas, and the gas hydrate is decomposed and sent to a gas-liquid separation step.
According to this aspect, the same effect as that of the first aspect can be obtained.

本発明によれば、混合ガス中に含まれる少なくとも一種類のガスをハイドレート化して分離する際にかかる消費エネルギーを低減させ、装置の運転コストを低減することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the energy consumption concerning the hydrate separation of at least one kind of gas contained in the mixed gas can be reduced, and the operating cost of the apparatus can be reduced.

本発明の実施例1に係る混合ガスの分離装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the separation apparatus of the mixed gas which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係る混合ガスの分離装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the separation apparatus of the mixed gas which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係る混合ガスの分離装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the separation apparatus of the mixed gas which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係る混合ガスの分離装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the separation apparatus of the mixed gas which concerns on Example 4 of this invention.

以下、実施例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
本発明に係る混合ガスの分離装置の一実施形態である実施例1を図1に基づいて説明する。以下の各実施例では、混合ガスが燃焼排ガスであり、分離対象ガスが二酸化炭素であるとして説明するが、これに限定されないことは勿論である。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
Example 1 which is one embodiment of the mixed gas separation device according to the present invention will be described with reference to FIG. In each of the following embodiments, the mixed gas is combustion exhaust gas and the separation target gas is carbon dioxide. However, the present invention is not limited to this.

[実施例1]
本実施例の混合ガスの分離装置1は、混合ガスGを圧縮する圧縮部2と、前記圧縮部2で圧縮されて温度上昇した混合ガスGを通して冷却する熱交換部3と、前記圧縮部2で圧縮され且つ前記熱交換部3で冷却された前記混合ガスGと水を反応させて、前記混合ガスG中に含まれる二酸化炭素のCOガスハイドレートを生成するガスハイドレート生成部4と、前記ガスハイドレート生成部4の下流側に位置する気液分離部5とを備えている。
更に、前記ガスハイドレート生成部4から出た前記COガスハイドレートのスラリーSは、前記熱交換部3を通って前記混合ガスGの熱を吸収して前記COガスハイドレートが分解されて前記気液分離部5に入るように構成されている。
[Example 1]
Mixing separator 1 of the gas of the present embodiment includes a compression unit 2 that compresses the mixed gas G 0, and the heat exchange unit 3 for cooling through the mixed gas G 0 which is the temperature rise is compressed by the compression section 2, the compression Gas hydrate that generates CO 2 gas hydrate of carbon dioxide contained in the mixed gas G 0 by reacting the mixed gas G 0 compressed in the unit 2 and cooled in the heat exchange unit 3 with water A generator 4 and a gas-liquid separator 5 located downstream of the gas hydrate generator 4 are provided.
Further, the CO 2 gas hydrate slurry S exiting from the gas hydrate generator 4 absorbs the heat of the mixed gas G 0 through the heat exchanging unit 3 and decomposes the CO 2 gas hydrate. And is configured to enter the gas-liquid separator 5.

燃焼排ガス、プロセスガス等の混合ガスGは、通常40〜200℃程度の高温であり、水(水蒸気)、油、灰、ダスト等のドレンを少量含んでいる。そこで、混合ガスGは圧縮部2に送られる前に、所定の温度(例えば40℃程度)に冷却され、ミストセパレーター、サイクロン、湿式洗浄装置等のドレン除去装置(図示せず)によって前記ドレンが除去された後に前記圧縮部2に送られるように構成されている。 The mixed gas G 0 such as combustion exhaust gas and process gas is usually at a high temperature of about 40 to 200 ° C. and contains a small amount of drainage such as water (steam), oil, ash, and dust. Therefore, the mixed gas G 0 is cooled to a predetermined temperature (for example, about 40 ° C.) before being sent to the compression unit 2, and the drain is removed by a drain removing device (not shown) such as a mist separator, a cyclone, or a wet cleaning device. Is removed and sent to the compression unit 2.

COガスハイドレートは、混合ガス中のCO濃度により異なるが、通常は5〜20MPa、0〜4℃の条件で生成することができる。混合ガスGは、前記圧縮部2で昇圧し且つ熱交換部3において冷却して前記COガスハイドレートの生成条件にして、ガスハイドレート生成部4に送られる。 The CO 2 gas hydrate varies depending on the CO 2 concentration in the mixed gas, but can usually be generated under conditions of 5 to 20 MPa and 0 to 4 ° C. The mixed gas G 0 is boosted in the compression unit 2 and cooled in the heat exchange unit 3 to be sent to the gas hydrate generation unit 4 under the conditions for generating the CO 2 gas hydrate.

前記ガスハイドレート生成部4におけるガスハイドレート生成工程は、水中に微細な気泡を吹き込むバブリング法、ガス中に水を噴霧する噴霧法等の公知の方法によって行うことができる。特にバブリング法は気液接触効率が良く、目的のガスハイドレートを効率よく生成させることができるので好ましい。   The gas hydrate generation step in the gas hydrate generation unit 4 can be performed by a known method such as a bubbling method in which fine bubbles are blown into water or a spray method in which water is sprayed into gas. In particular, the bubbling method is preferable because the gas-liquid contact efficiency is good and the target gas hydrate can be efficiently produced.

COガスハイドレート生成時には、CO、1mol当り65.2kJの生成熱が発生する。該生成熱によりガスハイドレート生成部4内の温度が上昇することを防ぎ、当該ガスハイドレート生成部4内を所定の温度(例えば約4℃)に保持するため、該ガスハイドレート生成部4内の水を抜き出して循環させる流路(図示せず)を設け、前記抜出した水を、例えば冷却器(図示せず)により約0〜1℃冷却するように構成されている。 When CO 2 gas hydrate is generated, 65.2 kJ of heat is generated per mol of CO 2 . In order to prevent the temperature in the gas hydrate generator 4 from rising due to the generated heat and to maintain the gas hydrate generator 4 at a predetermined temperature (for example, about 4 ° C.), the gas hydrate generator 4 A flow path (not shown) for extracting and circulating the water inside is provided, and the extracted water is cooled at about 0 to 1 ° C. by, for example, a cooler (not shown).

ガスハイドレート生成部4において混合ガスG中のCOはハイドレート化され、COガスハイドレートのスラリーSを形成する。前記COガスハイドレートのスラリーSの水分量は50〜95wt%であることが好ましい。COガスハイドレートを形成することにより混合ガスG中のCOガスの50〜95vol%を分離することができる。 In the gas hydrate generator 4, CO 2 in the mixed gas G 0 is hydrated to form a CO 2 gas hydrate slurry S. The water content of the CO 2 gas hydrate slurry S is preferably 50 to 95 wt%. By forming the CO 2 gas hydrate, 50 to 95 vol% of the CO 2 gas in the mixed gas G 0 can be separated.

また、前記ガスハイドレート生成部4において、該混合ガスG中の二酸化炭素のCOガスハイドレートを生成させた後の残りのガス(ハイドレート化しないガス)Gは、二酸化炭素の含有量が低下された状態になってガスハイドレート生成部4から放出される。これにより、二酸化炭素の大気中への放出量を低減し、地球温暖化防止に貢献することができる。 Further, in the gas hydrate generator 4, the remaining gas (hydrate of non gas) G 1 after being generated a CO 2 gas hydrate carbon dioxide of the mixed gas G in 0, the content of carbon dioxide The amount is reduced and discharged from the gas hydrate generator 4. This can reduce the amount of carbon dioxide released into the atmosphere and contribute to the prevention of global warming.

ガスハイドレート生成部4において生成された前記COガスハイドレートのスラリーSは、流路6内を流れてポンプ7によって前記熱交換部3に送られる。該スラリーSは、前記熱交換部3を通って前記混合ガスGの熱を吸収して当該COガスハイドレートが分解され、二酸化炭素(COガス)Gと水Wになる。COガスハイドレートは約10℃程度に加温されることで分解する。COガスハイドレートの分解は吸熱反応であり、該分解によって生じた水は10〜15℃程度である。
そして、該二酸化炭素Gと水Wは、流路8を通って前記気液分離部5に入り、二酸化炭素Gと水Wに分離される。
The CO 2 gas hydrate slurry S generated in the gas hydrate generator 4 flows through the flow path 6 and is sent to the heat exchanger 3 by the pump 7. The slurry S absorbs the heat of the mixed gas G 0 through the heat exchanging unit 3 and the CO 2 gas hydrate is decomposed into carbon dioxide (CO 2 gas) G 2 and water W. CO 2 gas hydrate decomposes when heated to about 10 ° C. The decomposition of CO 2 gas hydrate is an endothermic reaction, and the water generated by the decomposition is about 10 to 15 ° C.
The carbon dioxide G 2 and the water W enter the gas-liquid separator 5 through the flow path 8 and are separated into the carbon dioxide G 2 and the water W.

前記熱交換部3にて分解により再ガス化した二酸化炭素Gは、分解時の圧力が約1〜5MPaであるので、ガス圧縮器(図示せず)によってパイプ流路輸送に必要な圧力(例えば10〜15MPa)にまで昇圧されて輸送される。或いは再ガス化した二酸化炭素Gを冷却して液体二酸化炭素として回収することも可能である。
前記気液分離部5で分離された水Wは、例えば冷却されてガスハイドレート生成部4に原料水として戻される。また、ガスハイドレート生成部4には、ガスハイドレート化の反応で消費された水を補う補給水Wが給水されるようになっている。
Since the carbon dioxide G 2 regasified by decomposition in the heat exchange unit 3 has a pressure at the time of decomposition of about 1 to 5 MPa, the pressure necessary for transporting the pipe flow path by a gas compressor (not shown) ( For example, the pressure is increased to 10 to 15 MPa) and transported. Alternatively it is also possible to carbon dioxide G 2 that regasification is cooled and recovered as liquid carbon dioxide.
The water W separated by the gas-liquid separator 5 is cooled, for example, and returned to the gas hydrate generator 4 as raw water. The gas hydrate generator 4 is supplied with makeup water W 0 that supplements the water consumed in the gas hydrate reaction.

次に実施例1の作用を説明する。
本実施例によれば、ガスハイドレート生成部4から出たCOガスハイドレートのスラリーSは、熱交換部3を通ることで、圧縮部2で圧縮されて温度上昇した混合ガスGを冷却してCOガスハイドレートの生成条件下の温度まで下げる。これにより、従来の冷凍機は不要である。
それと同時に、前記スラリーS自身は、前記熱交換部3を通ることで、前記混合ガスGの熱を吸収して該スラリーS中の前記COガスハイドレートが分解される。これにより、COガスハイドレート分解用の熱として、前記圧縮部2で圧縮されて温度上昇した混合ガスGの熱を有効に利用することができる。即ちCOガスハイドレート加熱分解用の専用の熱源が不要である。
そして、COガスハイドレートの分解によって二酸化炭素Gと水Wの混合物になって前記気液分離部5に入り、分離対象である二酸化炭素Gと液体の水Wに分離される。
Next, the operation of the first embodiment will be described.
According to the present embodiment, the CO 2 gas hydrate slurry S exiting from the gas hydrate generation unit 4 passes through the heat exchange unit 3 and is compressed by the compression unit 2 to generate the mixed gas G 0 whose temperature has increased. Cool and lower to a temperature under conditions for producing CO 2 gas hydrate. Thereby, the conventional refrigerator is unnecessary.
At the same time, the slurry S itself passes through the heat exchanging unit 3 to absorb the heat of the mixed gas G 0 and decompose the CO 2 gas hydrate in the slurry S. Thus, CO as 2 gas hydrate decomposition for the heat, said compressed by the compression section 2 can be effectively utilizing the heat of the mixed gas G 0 which temperature has risen. That is, a dedicated heat source for CO 2 gas hydrate thermal decomposition is not necessary.
The CO 2 gas hydrate is decomposed to become a mixture of carbon dioxide G 2 and water W and enters the gas-liquid separation unit 5, where it is separated into carbon dioxide G 2 and liquid water W to be separated.

以上説明したように、本実施例によれば、混合ガスGから二酸化炭素を分離する際にかかる消費エネルギーを低減し、分離装置の運転コストを低減することができる。 As described above, according to this embodiment, the energy consumption according to the time of the separation of carbon dioxide from mixed gas G 0 is reduced, thereby reducing the operating costs of the separator.

[実施例2]
本発明に係る混合ガスの分離装置の他の実施形態である実施例2を図2に基づいて説明する。
本実施例に係る混合ガスの分離装置21は、前記圧縮部2は前記混合ガスGの流れ方向に対して直列に配設された、本実施例では2個の第1圧縮部2aと第2圧縮部2bで構成されている。前記熱交換部3も、前記2個の第1圧縮部2aと第2圧縮部2bに対応して2個の第1熱交換部3aと第2熱交換部3bで構成されている。
[Example 2]
Example 2 which is another embodiment of the mixed gas separation device according to the present invention will be described with reference to FIG.
Separation device 21 of the mixed gas according to the present embodiment, the compression unit 2 is arranged in series with respect to the flow direction of the mixed gas G 0, in this embodiment the two first compressing unit 2a the 2 compression section 2b. The heat exchanging section 3 is also composed of two first heat exchanging sections 3a and second heat exchanging sections 3b corresponding to the two first compressing sections 2a and the second compressing sections 2b.

第1熱交換部3aと第2熱交換部3bには前記流路6が分割された第1流路6aと第2流路6bを通って前記COガスハイドレートのスラリーSが送られる。そして、第1熱交換部3aと第2熱交換部3bでそれぞれ加温されてCOガスハイドレートが分解され、二酸化炭素Gと液体の水Wになって第1流路8aと第2流路8bを通って前記気液分離部5に入るように構成されている。 The CO 2 gas hydrate slurry S is sent to the first heat exchange section 3a and the second heat exchange section 3b through the first flow path 6a and the second flow path 6b in which the flow path 6 is divided. Then, it warmed each CO 2 gas hydrate in the first heat exchange unit 3a and the second heat exchanging portion 3b is decomposed, and the first flow path 8a become water W of carbon dioxide G 2 and the liquid second It is configured to enter the gas-liquid separator 5 through the flow path 8b.

また、前記COガスハイドレートのスラリーSは、前記2個の第1熱交換部3aと第2熱交換部3bを、図2に示したように個別に通って前記気液分離部5に入るように構成されている。図2において、符号9a,9bは、それぞれ図示しない制御部によってその動作を制御される開閉弁を示す。
その他の構成は図1に示した前記実施例1と同様なので同一部分に同一符号を付してその説明は省略する。
Also, the CO 2 gas hydrate slurry S passes through the two first heat exchange units 3a and 2b individually as shown in FIG. It is configured to enter. In FIG. 2, reference numerals 9a and 9b denote open / close valves whose operations are controlled by a control unit (not shown).
Since the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本実施例によれば、複数個(2個)の第1圧縮部2aと第2圧縮部2b及び対応する2個の第1熱交換部3aと第2熱交換部3bの前記直列配置構造によって、混合ガスGの流れ方向に対して最上流から2番目以降の、本実施例では第2圧縮部2bには、混合ガスGが第1圧縮部2aで圧縮されて上昇した温度を第1熱交換部2aによって吸収冷却されて入ってくる。従って、当該第2圧縮部2bでのガス圧縮に要するエネルギー消費を低減することができる。 According to the present embodiment, the plurality of (two) first compression units 2a and second compression units 2b and the corresponding two first heat exchange units 3a and second heat exchange units 3b are arranged in series. , the second and subsequent from the most upstream with respect to the flow direction of the mixed gas G 0, to the present embodiment the second compression unit 2b, the temperature of the mixed gas G 0 is raised is compressed by the first compressing unit 2a the 1 It is absorbed and cooled by the heat exchanger 2a. Therefore, energy consumption required for gas compression in the second compression unit 2b can be reduced.

更に本実施例によれば、前記COガスハイドレートのスラリーSは、前記2個の第1熱交換部3aと第2熱交換部3bを、図2に示したように個別に通って前記気液分離部5に入るように構成されているので、該スラリーS中のCOガスハイドレートの分解効率がよい。また、当該スラリーSの流路内に前記COガスハイドレートが付着して前記流路を塞ぐ不測の事態が生じる虞を低減することができる。 Furthermore, according to the present embodiment, the CO 2 gas hydrate slurry S passes through the two first heat exchange units 3a and the second heat exchange units 3b individually as shown in FIG. Since it is configured to enter the gas-liquid separator 5, the decomposition efficiency of the CO 2 gas hydrate in the slurry S is good. In addition, it is possible to reduce a possibility that an unexpected situation occurs in which the CO 2 gas hydrate adheres to the flow path of the slurry S and blocks the flow path.

[実施例3]
本発明に係る混合ガスの分離装置の更に他の実施形態である実施例3を図3に基づいて説明する。
本実施例に係る混合ガスの分離装置31は、前記圧縮部2は前記混合ガスGの流れ方向に対して並列に配設された、本実施例では2個の第1圧縮部2cと第2圧縮部2dで構成されている。前記熱交換部3も、前記2個の第1圧縮部2cと第2圧縮部2dに対応して2個の第1熱交換部3cと第2熱交換部3dで構成されている。
[Example 3]
Example 3 which is still another embodiment of the mixed gas separation device according to the present invention will be described with reference to FIG.
Separator 31 of the gas mixture according to the present embodiment, the compression unit 2 is disposed in parallel to the flow direction of the mixed gas G 0, in this embodiment the two first compression section 2c first It is composed of two compression units 2d. The heat exchange unit 3 is also composed of two first heat exchange units 3c and a second heat exchange unit 3d corresponding to the two first compression units 2c and the second compression unit 2d.

図3において、符号10a,10bは、前記混合ガスGが2本に分岐されて送られる流路を示す。一方の流路10aに第1圧縮部2cと第1熱交換部3cが設けられ、他方の流路10bに第2圧縮部2dと第2熱交換部3dが設けられている。図3において、符号11a,11bは、それぞれ図示しない制御部によってその動作を制御される開閉弁を示す。 3, reference numeral 10a, 10b show a flow passage in which the mixed gas G 0 is fed is branched into two. The first compression section 2c and the first heat exchange section 3c are provided in one flow path 10a, and the second compression section 2d and the second heat exchange section 3d are provided in the other flow path 10b. In FIG. 3, reference numerals 11a and 11b denote on-off valves whose operations are controlled by a control unit (not shown).

第1熱交換部3cと第2熱交換部3dには前記流路6が分割された第1流路6cと第2流路6dを通って前記COガスハイドレートのスラリーSが送られる。そして、第1熱交換部3cと第2熱交換部3dでそれぞれ加温されてCOガスハイドレートが分解され、二酸化炭素Gと液体の水Wになって第1流路8cと第2流路8dを通って前記気液分離部5に入るように構成されている。 The CO 2 gas hydrate slurry S is sent to the first heat exchange section 3c and the second heat exchange section 3d through the first flow path 6c and the second flow path 6d obtained by dividing the flow path 6. Then, the CO 2 gas hydrate is decomposed by being heated by the first heat exchanging unit 3c and the second heat exchanging unit 3d, respectively, and becomes carbon dioxide G 2 and liquid water W to form the first flow path 8c and the second flow path. It is configured to enter the gas-liquid separator 5 through the flow path 8d.

また、前記COガスハイドレートのスラリーSは、前記2個の第1熱交換部3cと第2熱交換部3dを、図3に示したように個別に通って前記気液分離部5に入るように構成されている。図3において、符号9c,9dは、それぞれ図示しない制御部によってその動作を制御される開閉弁を示す。
その他の構成は図1に示した前記実施例1と同様なので同一部分に同一符号を付してその説明は省略する。
Further, the CO 2 gas hydrate slurry S passes through the two first heat exchange units 3c and the second heat exchange unit 3d individually as shown in FIG. It is configured to enter. In FIG. 3, reference numerals 9c and 9d denote on-off valves whose operations are controlled by a control unit (not shown).
Since the other configuration is the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1, the same parts are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

本実施例によれば、2個の第1圧縮部2cと第2圧縮部2d及び対応する2個の第1熱交換部3cと第2熱交換部3dの前記並列配置構造によって、一つの列の圧縮部又は熱交換部にトラブルが生じた場合に、その列の運転を停止して他の列の運転を継続することができる。そして、当該分離装置31の運転を継続したまま、トラブルが生じた列の回復作業を行うことができる。   According to the present embodiment, two first compression sections 2c and second compression sections 2d and corresponding two first heat exchange sections 3c and second heat exchange sections 3d are arranged in a single row. When trouble occurs in the compression section or heat exchange section, the operation of the row can be stopped and the operation of the other row can be continued. And the recovery operation | work of the row | line | column which produced the trouble can be performed, with the driving | operation of the said separator 31 continued.

[実施例4]
本発明に係る混合ガスの分離装置の更に他の実施形態である実施例4を図4に基づいて説明する。
本実施例に係る混合ガスの分離装置41は、図1に示した実施例1と基本的構造は同じである。相違は以下の点である。
前記気液分離部5で分離された水Wは、流路12を通って前記ガスハイドレート生成部4と前記熱交換部3との間の流路6に供給可能である。図において符号13は図示しない制御部によってその動作を制御される開閉弁を示す。
[Example 4]
Example 4 which is still another embodiment of the mixed gas separation device according to the present invention will be described with reference to FIG.
The mixed gas separation device 41 according to the present embodiment has the same basic structure as that of the first embodiment shown in FIG. The differences are as follows.
The water W separated by the gas-liquid separation unit 5 can be supplied to the channel 6 between the gas hydrate generation unit 4 and the heat exchange unit 3 through the channel 12. In the figure, reference numeral 13 denotes an on-off valve whose operation is controlled by a control unit (not shown).

ガスハイドレート生成部4から出た前記COガスハイドレートのスラリーSは、COガスハイドレートの含有量が多くなると流路6内における搬送抵抗が大きくなり、ポンプ7の負荷が増大する。
本実施例によれば、前記搬送抵抗が増した場合に該スラリーSの流路6に気液分離された水Wの一部を送ることができる。これにより、気液分離された水Wの希釈作用によって前記スラリーSの流路6の搬送抵抗が小さくなり、ポンプ7の負荷の増大を防止することができる。
また、気液分離された水Wは、前記熱交換部3で熱を吸収して温度上昇しているので、その温度を当該スラリーS中のCOガスハイドレートの分解用の熱の一部として利用することができ、エネルギーの無駄が無い。
The CO 2 gas hydrate slurry S from the gas hydrate generator 4 increases the transport resistance in the flow path 6 and increases the load on the pump 7 when the content of CO 2 gas hydrate increases.
According to the present embodiment, when the conveyance resistance increases, a part of the water W separated into gas and liquid can be sent to the flow path 6 of the slurry S. Thereby, the conveyance resistance of the flow path 6 of the slurry S is reduced by the diluting action of the water W which has been gas-liquid separated, and an increase in the load of the pump 7 can be prevented.
Further, since the water W that has been gas-liquid separated absorbs heat at the heat exchange unit 3 and rises in temperature, the temperature is a part of the heat for decomposition of the CO 2 gas hydrate in the slurry S. It can be used as a waste of energy.

上記各実施例においては、混合ガスが燃焼排ガスであり、分離対象ガスが二酸化炭素であるとして説明したが、上記の通りこれに限定されない。混合ガスGから分離される分離対象ガスは、メタン、エタン、プロパン、ブタン、硫化水素等もハイドレート化によって混合ガスGから分離することができる。分離されるガス成分に応じて、圧縮部2、熱交換部3、ガスハイドレート生成部4等の圧力および温度を変えることは言うまでもない。 In each of the above embodiments, the mixed gas is the combustion exhaust gas and the separation target gas is carbon dioxide. However, as described above, the present invention is not limited to this. Separating target gas to be separated from the mixed gas G 0 can be separated methane, ethane, propane, butane, mixed gas G 0 by hydrate of even hydrogen sulfide. It goes without saying that the pressure and temperature of the compression unit 2, the heat exchange unit 3, the gas hydrate generation unit 4 and the like are changed according to the gas components to be separated.

1 混合ガスの分離装置、 2 圧縮部、 2a 第1圧縮部、
2b 第2圧縮部、 2c 第1圧縮部、 2d 第2圧縮部、
3 熱交換部、 3a 第1熱交換部、 3b 第2熱交換部、
3c 第1熱交換部、 3d 第2熱交換部、 4 ガスハイドレート生成部、
5 気液分離部、 6 流路、 6a 第1流路、 6b 第2流路、
6c 第1流路、 6d 第2流路、 7 ポンプ、 8 流路、
8a 第1流路、 8b 第2流路、 8c 第1流路、 8d 第2流路、
9a 開閉弁、 9b 開閉弁、 9c 開閉弁、 9d 開閉弁、
10a 流路、 10b 流路、 11a 開閉弁、 11b 開閉弁、
12 流路、 13 開閉弁、 21 混合ガスの分離装置、
31 混合ガスの分離装置、41 混合ガスの分離装置、
混合ガス、 G ガスハイドレートを生成させた後の残りのガス、
再ガス化した二酸化炭素、 S COガスハイドレートのスラリー、
W 水、 W 補給水
1 separation device of mixed gas, 2 compression part, 2a 1st compression part,
2b 2nd compression part, 2c 1st compression part, 2d 2nd compression part,
3 heat exchange part, 3a 1st heat exchange part, 3b 2nd heat exchange part,
3c 1st heat exchange part, 3d 2nd heat exchange part, 4 gas hydrate production | generation part,
5 Gas-liquid separation part, 6 Flow path, 6a 1st flow path, 6b 2nd flow path,
6c 1st flow path, 6d 2nd flow path, 7 pump, 8 flow path,
8a 1st flow path, 8b 2nd flow path, 8c 1st flow path, 8d 2nd flow path,
9a On-off valve, 9b On-off valve, 9c On-off valve, 9d On-off valve,
10a flow path, 10b flow path, 11a on-off valve, 11b on-off valve,
12 channel, 13 on-off valve, 21 mixed gas separation device,
31 Separating device for mixed gas, 41 Separating device for mixed gas,
G 0 gas mixture, remaining gas after generating G 1 gas hydrate,
G 2 regasified carbon dioxide, S CO 2 gas hydrate slurry,
W water, W 0 makeup water

Claims (8)

混合ガスを圧縮する圧縮部と、
前記圧縮部で圧縮されて温度上昇した混合ガスを通して冷却する熱交換部と、
前記圧縮部で圧縮され且つ前記熱交換部で冷却された前記混合ガスと水を反応させて、前記混合ガス中に含まれる少なくとも一種類のガス成分のガスハイドレートを生成するガスハイドレート生成部と、
前記ガスハイドレート生成部の下流側に位置する気液分離部と、を備え、
前記ガスハイドレート生成部から出た前記ガスハイドレートのスラリーは、前記熱交換部を通って前記混合ガスの熱を吸収して前記ガスハイドレートが分解されて前記気液分離部に入るように構成されていることを特徴とする混合ガスの分離装置。
A compression section for compressing the mixed gas;
A heat exchanging section that cools through the mixed gas that has been compressed by the compression section and that has risen in temperature;
A gas hydrate generator that generates a gas hydrate of at least one gas component contained in the mixed gas by reacting the mixed gas compressed by the compressing unit and cooled by the heat exchange unit with water. When,
A gas-liquid separator located downstream of the gas hydrate generator,
The slurry of the gas hydrate exiting from the gas hydrate generating unit absorbs the heat of the mixed gas through the heat exchanging unit so that the gas hydrate is decomposed and enters the gas-liquid separation unit. An apparatus for separating a mixed gas, comprising:
請求項1に記載された混合ガスの分離装置において、
前記圧縮部は前記混合ガスの流れ方向に対して直列に配設された複数個で構成され、
前記熱交換部は、前記複数の各圧縮部に対応する複数個で構成され、
前記ガスハイドレートのスラリーは、前記複数個の各熱交換部を通って前記気液分離部に入るように構成されていることを特徴とする混合ガスの分離装置。
The mixed gas separator according to claim 1,
The compression part is composed of a plurality arranged in series with respect to the flow direction of the mixed gas,
The heat exchanging section is composed of a plurality corresponding to the plurality of compression sections,
The gas hydrate slurry is configured to pass through each of the plurality of heat exchange units and enter the gas-liquid separation unit.
請求項1に記載された混合ガスの分離装置において、
前記圧縮部は前記混合ガスの流れ方向に対して並列に配設された複数個で構成され、
前記熱交換部は、前記複数の各圧縮部に対応する複数個で構成され、
前記ガスハイドレートのスラリーは、前記複数個の各熱交換部を通って前記気液分離部に入るように構成されていることを特徴とする混合ガスの分離装置。
The mixed gas separator according to claim 1,
The compression part is composed of a plurality arranged in parallel with the flow direction of the mixed gas,
The heat exchanging section is composed of a plurality corresponding to the plurality of compression sections,
The gas hydrate slurry is configured to pass through each of the plurality of heat exchange units and enter the gas-liquid separation unit.
請求項2又は3に記載された混合ガスの分離装置において、
前記ガスハイドレートのスラリーは、前記複数個の各熱交換部を個別に通って前記気液分離部に入るように構成されていることを特徴とする混合ガスの分離装置。
The mixed gas separation device according to claim 2 or 3,
The gas hydrate slurry is configured to enter the gas-liquid separation section through the plurality of heat exchanging sections individually.
請求項1から4のいずれか一項に記載された混合ガスの分離装置において、
前記気液分離部で分離された水は前記ガスハイドレート生成部と前記熱交換部との間の流路に供給可能であることを特徴とする混合ガスの分離装置。
In the separation apparatus of the mixed gas as described in any one of Claim 1 to 4,
The water separated by the gas-liquid separation unit can be supplied to a flow path between the gas hydrate generation unit and the heat exchange unit.
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載された混合ガスの分離装置において、
ハイドレート化されて分離されるガスは二酸化炭素であることを特徴とする混合ガスの分離装置。
In the mixed gas separation device according to any one of claims 1 to 5,
An apparatus for separating a mixed gas, wherein the gas to be separated after being hydrated is carbon dioxide.
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載された混合ガスの分離装置において、
前記混合ガスは、有用ガス成分と非有用ガス成分との混合ガスであり、
ハイドレート化されて分離されるガスは、前記非有用ガス成分であることを特徴とする混合ガスの分離装置。
In the mixed gas separation device according to any one of claims 1 to 6,
The mixed gas is a mixed gas of a useful gas component and a non-useful gas component,
An apparatus for separating a mixed gas, wherein the gas to be separated after being hydrated is the non-useful gas component.
混合ガスを圧縮する圧縮工程と、
前記圧縮工程後の前記混合ガスを熱交換によって冷却する冷却工程と、
前記圧縮され且つ冷却された前記混合ガスと水を反応させて、前記混合ガス中に含まれる少なくとも一種類のガス成分のガスハイドレートを生成するガスハイドレート生成工程と、を有し、
前記ガスハイドレート生成工程で生成された前記ガスハイドレートのスラリーは、前記混合ガスとの熱交換によって熱を吸収して前記ガスハイドレートが分解されて気液分離工程に送られることを特徴とする混合ガスの分離方法。
A compression step of compressing the mixed gas;
A cooling step of cooling the mixed gas after the compression step by heat exchange;
A gas hydrate generating step of reacting the compressed and cooled mixed gas with water to generate a gas hydrate of at least one gas component contained in the mixed gas;
The gas hydrate slurry generated in the gas hydrate generation step absorbs heat by heat exchange with the mixed gas, and the gas hydrate is decomposed and sent to a gas-liquid separation step. To separate the mixed gas.
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