燃料ガスのなかでも特に、天然ガス(メタ ンガス、プロパンガスなどを主成分とする混 合ガス)は、液化天然ガスのときの体積が気� �状態のときの1/600にまで体積が減少すること から、液化天然ガス(以下、LNG)の形態として� ��地から消費地などへ輸送されている。輸送� ��は、周囲が断熱材で覆われたタンクを搭載� ��るLNG船が使用されている。

 ところが、前記LNGは、その沸点が-162℃と いう極低温であり、温度の上昇に伴って急激 に気化するという性質があるので、輸送時に はLNGを前記極低温状態に保持し続ける必要が あり、そのため高い保冷性能を有する特殊な 容器が必要である。

 近年、燃料ガスの形態として、前述のLNG� ��りもマイルドな冷却温度で安定的に輸送す� ��ことのできるガスハイドレートというもの� ��注目されている。このガスハイドレートは� ��天然ガスなどの原料ガスと原料水とを0~5℃� ��度の温度と3~5MPa程度の高圧の雰囲気下で気� ��接触させて水和反応させることで生成され� ��おり、このガスハイドレートは、複数の水� ��子が集合して形成された格子の中に天然ガ� ��等の分子が閉じ込められた状態となってい� ��。

 ガスハイドレートを大気圧下で安定した� ��態に保つには、平衡下の約マイナス80℃以� �で保存する必要があるが、平衡温度よりも� �い温度のマイナス20℃付近で比較的安定する 「自己保存効果」というハイドレート特有の 性質をもつ。この自己保存効果によって大気 圧下でマイナス20℃~マイナス10℃程度というL NGよりもかなりマイルドな雰囲気下で長期間� ��亘って貯蔵・輸送することができるという� ��れた特徴がある。

 更に、例えば天然ガスハイドレート(以下 、NGH)は、NGHのときの体積は気体のときの体� �の1/170程度となっており、LNGよりは体積の減 少量が少ないものの、前述のようにLNGを-162� �という極低温に保持し続ける必要がなく、� �た、大気圧下で比較的安定的に長期間の貯� �・輸送ができる。更には、LNGのような高耐� �性・高断熱性の貯蔵容器でなくともよいの� �、輸送船・貨物船などをNGHの輸送用に改造� �て利用することができ、専用の船舶を建造� �る費用などが軽減される。

 ところで、前記NGHなどのガスハイドレー� ��は、粉雪状となって生成されていることか� ��、嵩密度が小さい上に、取り扱い性がよく� ��いという問題があったので、表面積を減少� ��せると共に嵩密度を増大させる方法として� ��ガスハイドレートをアーモンド形状、レン� ��形状、球形等に圧縮成形することが行われ� ��いる。しかしながら、このように圧縮成形� ��れたガスハイドレートペレットは、耐分解� ��が向上していることから、これを効率的に� ��解させてガス化する方法が提案されている� ��

 [水没攪拌方法]
 図6は、連続投入型ガス化装置41(例えば、特 許文献1参照。)の概略を示しており、容器11� �に供給口12からペレット31と逐次投入し、1℃ ~5℃に保温された水32に接触させてペレット31 を分解させてガス化するようにしたものであ る。また、投入されるペレット31は通常マイ� ��ス25℃~マイナス5℃程度であるので、水32を� ��熱して前述の温度に保持するための加熱器1 8を備えている。更に、容器11内の水32を攪拌� ��る攪拌機42が設けられており、水32とペレッ ト31との接触効率を高めて熱の授受が速やか� ��行われるようにし、そのペレット31の分解� �促進させている。また、ガスハイドレート� �、原料水と水和反応したときの水和水を含� �でおり、分解する際にガスと水とを放出す� �ので、容器11内の水位を所定に保持するため の排出管14が設けてある。
 攪拌方式の問題点は、解砕・攪拌装置を有� ��ることが必要であり、別途、動力消費が必� ��となる。また、攪拌を行うには、ペレット� ��周りの空間に多量の水が存在しなければな� ��ず、ガス化槽が肥大化する傾向にある。
 また、ペレット31の貯蔵・輸送容器からガ� �化装置41へ移送するための移送設備が必要で あり、ガス化装置41全体の設備が大型化して� ��た。

 [水スプレー方法]
 図7は、ペレット31の輸送およびガス化を行� ��ことのできるガス化装置43(例えば、特許文� ��2参照。)であり、容器11内に貯蔵されている ガスハイドレートペレット31に水32を噴霧す� �ようにしたものである。
 このガス化装置43は、ペレット31の貯蔵・輸 送およびガス化が同一装置で行えるので、装 置全体がコンパクトになるものの、ガス化に 伴って容器11内のペレット31の充填量が順次� �少するので、ガスの発生量が変化しやすい� �いう問題があり、ガスの案手供給が困難で� �った。
 また、噴霧された水32が、容器11内に充填さ れているペレット31全体に行き渡るため、水3 2の噴霧を停止してもペレット31の分解を止め ることができないという問題があった。

 [浸漬方法]
 図8は、ペレット31の輸送およびガス化を行� ��ことのできるガス化装置45(例えば、特許文� ��3参照。)であり、容器11内にペレット31を充� ��して輸送し、容器11内に水32を導入してペレ ット31を分解させるようになっている。この� ��ス化装置45は、前記容器11の下方より水32を� ��入するようになっており、容器11内の水位� �制御することで、水32に浸漬されるペレット 31の量を調整するようにし、さらに、導入す� ��水量および温度によってガス発生量を制御� ��るようになっている。
 容器11の底部側に位置するペレット31は水32� ��浸漬されるが、容器11中間部や頂部に位置� �るペレット31は水32と接触することがないの� ��、水位の調整によってガス発生量を正確に� ��御することができるようになっている。よ� ��て、ガスを外部に安定供給することができ� ��ようになっている。
 しかしながら、図5に示すように、このガス 化装置45では、容器11の底部側のペレット31が 分解して空洞が形成され、所謂「ブリッジ現 象」によってペレット31が下方に供給されな� ��なってしまい、ガス化でなくなってしまう� ��いう問題があった。
 このブリッジ現象は、容器11の内壁と接触� �ているペレット31がその内壁に付着し、また 、ペレット31同士が自重による圧縮力を受け� ��壁面で支持されるためである。
 容器11内に形成されたブリッジ33を除去する には、このブリッジ33を物理的に破壊する破� ��手段を容器11内に設ける等の対処が必要と� �り、前記ブリッジ33を破壊するハンマー等の 機構を容器11内に設置することは、ペレット3 1の搭載容量の減少を意味する。
 また、容器11内に破壊手段を設けない場合� �ブリッジ33を破壊する度に容器11を開放しな� ��ればならず、容器11の開放に伴ってガスが� �出してしまうという問題と、手間がかかる� �いう問題があった。

特開2004-75849号公報

特開2006-160841号公報

特開2006-138349号公報