JP2013248598A - 混合ガスの分離装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼排ガス等の混合ガスからＣＯ_２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

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。

燃焼排ガス等の混合ガス中の二酸化炭素（ＣＯ_２）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_２を分離するハイドレート分離法は、水のみを利用してＣＯ_２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。

しかしながら、ＣＯ_２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_２ガスを回収するためにＣＯ_２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。

特許文献１には、燃焼排ガス中のＣＯ_２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_２ガスハイドレートを加熱分解してＣＯ_２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。

米国公開特許第２００７／０２４８５２７号明細書

しかし、混合ガスをＣＯ_２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_２ガスハイドレートを分解してＣＯ_２に再ガス化するには該ＣＯ_２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。

◆◆◆ 目的 ◆◆◆
本発明は、燃焼排ガス等の混合ガスからＣＯ_２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。

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。

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_２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。

◆◆◆ 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_２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。 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。 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。 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。

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。

［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_０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_０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_０と水を反応させて、前記混合ガスＧ_０中に含まれる二酸化炭素のＣＯ_２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_２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_０の熱を吸収して前記ＣＯ_２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。

燃焼排ガス、プロセスガス等の混合ガスＧ_０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_０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。

ＣＯ_２ガスハイドレートは、混合ガス中のＣＯ_２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_０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_２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。

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。

ＣＯ_２ガスハイドレート生成時には、ＣＯ_２、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。

ガスハイドレート生成部４において混合ガスＧ_０中のＣＯ_２はハイドレート化され、ＣＯ_２ガスハイドレートのスラリーＳを形成する。前記ＣＯ_２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_２ガスハイドレートを形成することにより混合ガスＧ_０中のＣＯ_２ガスの５０〜９５ｖｏｌ％を分離することができる。

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_０中の二酸化炭素のＣＯ_２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_１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。

ガスハイドレート生成部４において生成された前記ＣＯ_２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_０の熱を吸収して当該ＣＯ_２ガスハイドレートが分解され、二酸化炭素（ＣＯ_２ガス）Ｇ_２と水Ｗになる。ＣＯ_２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_２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_２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_２と水Ｗに分離される。

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_２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_２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_０が給水されるようになっている。

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_２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_０を冷却してＣＯ_２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_０の熱を吸収して該スラリーＳ中の前記ＣＯ_２ガスハイドレートが分解される。これにより、ＣＯ_２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_０の熱を有効に利用することができる。即ちＣＯ_２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_２ガスハイドレートの分解によって二酸化炭素Ｇ_２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_２と液体の水Ｗに分離される。

以上説明したように、本実施例によれば、混合ガスＧ_０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。

［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_０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。

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_２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_２ガスハイドレートが分解され、二酸化炭素Ｇ_２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。

また、前記ＣＯ_２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。

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_０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_０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。

更に本実施例によれば、前記ＣＯ_２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_２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_２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。

［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_０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。

図３において、符号１０ａ，１０ｂは、前記混合ガスＧ_０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。

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_２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_２ガスハイドレートが分解され、二酸化炭素Ｇ_２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。

また、前記ＣＯ_２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。

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。

［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。

ガスハイドレート生成部４から出た前記ＣＯ_２ガスハイドレートのスラリーＳは、ＣＯ_２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_２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。

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_０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_０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。

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、
Ｇ_０ 混合ガス、 Ｇ_１ ガスハイドレートを生成させた後の残りのガス、
Ｇ_２ 再ガス化した二酸化炭素、 Ｓ ＣＯ_２ガスハイドレートのスラリー、
Ｗ 水、 Ｗ_０ 補給水

Claims (8)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。

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