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JP6600565B2 - Clathrate manufacturing method - Google Patents
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Description

本発明は、ゲスト物質としてガスを包接したクラスレートを製造するクラスレート製造方法に関する。   The present invention relates to a clathrate production method for producing a clathrate containing a gas as a guest substance.

クラスレートのうち、クラスレートハイドレートは、水分子同士の水素結合によって形成されるクラスレート構造(籠状構造)の内部に、水分子以外の分子が包接された結晶である。クラスレートハイドレートにおける籠状構造を形成する水分子は、ホスト分子と称され、包接される(包み込まれる)分子はゲスト物質(ゲスト分子)と称される。このようなクラスレートハイドレートのうち、ゲスト物質としてガスを包接したものは、ガスハイドレートと呼ばれ、例えば、メタンハイドレート、二酸化炭素ハイドレート、オゾンハイドレート等が知られている。ガスハイドレートは、自体の体積の120倍以上のゲスト物質を包蔵することができるため、ガス包蔵性が高い物質として注目されている。   Among the clathrates, clathrate hydrate is a crystal in which molecules other than water molecules are included in a clathrate structure (a cage structure) formed by hydrogen bonding between water molecules. Water molecules that form a cage structure in clathrate hydrate are called host molecules, and molecules that are included (encapsulated) are called guest substances (guest molecules). Among such clathrate hydrates, those enclosing gas as a guest substance are called gas hydrates, and for example, methane hydrate, carbon dioxide hydrate, ozone hydrate and the like are known. Gas hydrate is attracting attention as a substance having a high gas occluding property because it can occupy a guest substance 120 times or more of its own volume.

このようなガスハイドレートの製造技術として、ゲスト物質を含む原料ガスを所定の圧力に圧縮するとともに、水を所定の圧力に圧縮した後に混合して、原料ガス中のゲスト物質を水に溶解させ、ゲスト物質が溶解された水を所定の温度に冷却してガスハイドレートを生成する技術が開発されている(例えば、特許文献1)。   As a technique for producing such gas hydrate, a raw material gas containing a guest substance is compressed to a predetermined pressure, and water is compressed to a predetermined pressure and mixed to dissolve the guest substance in the raw material gas in water. A technique for generating gas hydrate by cooling water in which a guest substance is dissolved to a predetermined temperature has been developed (for example, Patent Document 1).

特開2002−356685号公報JP 2002-356665 A

しかし、上記特許文献1の技術では、原料ガスを圧縮する際に、原料ガスの温度が上昇して分解してしまうおそれがある。   However, in the technique disclosed in Patent Document 1, when the source gas is compressed, the temperature of the source gas may rise and decompose.

そこで、本発明は、このような課題に鑑み、原料ガスの分解を抑制しつつ、原料ガスを圧縮することが可能なクラスレート製造方法を提供することを目的としている。   Then, in view of such a subject, this invention aims at providing the clathrate manufacturing method which can compress raw material gas, suppressing decomposition | disassembly of raw material gas.

上記課題を解決するために、本発明のクラスレート製造方法は、ゲスト物質として第1ガスを包接したクラスレートを製造するクラスレート製造方法であって、第1圧力かつ第1温度で第1ガスを収容槽に収容する工程と、第1圧力より高圧の第2圧力かつ第1温度より低温の第2温度の第2ガスを収容槽に導入して、第1圧力を上回り第2圧力未満の第3圧力となるように、第1ガスと第2ガスとを混合して混合ガスを生成する工程と、を含むことを特徴とする。   In order to solve the above problems, a clathrate production method of the present invention is a clathrate production method for producing a clathrate containing a first gas as a guest substance, wherein the first clathrate is produced at a first pressure and a first temperature. A step of containing the gas in the storage tank, and a second gas having a second pressure higher than the first pressure and a second temperature lower than the first temperature is introduced into the storage tank to exceed the first pressure and less than the second pressure. And a step of mixing the first gas and the second gas to generate a mixed gas so as to achieve the third pressure.

また、混合ガスを生成する工程は、第2ガスを包接したクラスレートの生成温度の上限値を上回る所定の第3温度以上となり、かつ、第1ガスの温度上昇を抑制して第3圧力となるように、第1ガスと第2ガスとを混合するとしてもよい。   In addition, the step of generating the mixed gas has a third pressure higher than a predetermined third temperature exceeding the upper limit of the generation temperature of the clathrate enclosing the second gas, and suppressing the temperature rise of the first gas. The first gas and the second gas may be mixed so that

また、混合ガスを生成する工程において生成された混合ガスをさらに昇圧する工程を含むとしてもよい。   Further, it may include a step of further boosting the pressure of the mixed gas generated in the step of generating the mixed gas.

また、第1ガスは、オゾンであるとしてもよい。   Further, the first gas may be ozone.

また、第2ガスは、二酸化炭素であるとしてもよい。   The second gas may be carbon dioxide.

本発明によれば、原料ガスの分解を抑制しつつ、原料ガスを圧縮することが可能となる。   According to the present invention, the source gas can be compressed while suppressing the decomposition of the source gas.

クラスレート製造装置の概略的な構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the schematic structure of a clathrate manufacturing apparatus. ガス昇圧ユニットの具体的な構成を説明する図である。It is a figure explaining the specific structure of a gas pressurization unit. クラスレート製造方法の処理の流れを説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the flow of a process of a clathrate manufacturing method.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The dimensions, materials, and other specific numerical values shown in the embodiments are merely examples for facilitating the understanding of the invention, and do not limit the present invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted, and elements not directly related to the present invention are not illustrated. To do.

(クラスレート製造装置100)
図1は、クラスレート製造装置100の概略的な構成を説明するための図である。図1に示すように、クラスレート製造装置100は、ガス昇圧ユニット110と、クラスレート製造ユニット120とを含んで構成される。なお、ここでは、クラスレートとして、オゾンハイドレートを例に挙げて説明する。
(Clath rate manufacturing apparatus 100)
FIG. 1 is a diagram for explaining a schematic configuration of a clathrate manufacturing apparatus 100. As shown in FIG. 1, the clathrate manufacturing apparatus 100 includes a gas boosting unit 110 and a clathrate manufacturing unit 120. Here, an explanation will be given by taking ozone hydrate as an example of the clathrate.

ガス昇圧ユニット110は、オゾン(第1ガス)および二酸化炭素(第2ガス)を含む原料ガスを、クラスレート製造ユニット120で効率よくオゾンハイドレートを製造できる圧力に昇圧する。   The gas pressurization unit 110 boosts the raw material gas containing ozone (first gas) and carbon dioxide (second gas) to a pressure at which the clathrate production unit 120 can efficiently produce ozone hydrate.

クラスレート製造ユニット120は、ガス昇圧ユニット110によって昇圧された原料ガスと水とを、所定の圧力、所定の温度環境下で混合してオゾンハイドレート(クラスレート)を製造する。上記したように、原料ガスには、オゾンに加えて二酸化炭素が含まれている。二酸化炭素は、オゾンハイドレートの生成反応において促進剤として機能するため、原料ガスに二酸化炭素を混合することで、オゾンハイドレートの生成を促進することができる。なお、オゾンハイドレートの製造自体は、既存の様々な技術を利用することができるため、ここでは、詳細な説明を省略する。   The clathrate production unit 120 mixes the raw material gas boosted by the gas pressure boosting unit 110 and water under a predetermined pressure and a predetermined temperature environment to manufacture ozone hydrate (clathrate). As described above, the source gas contains carbon dioxide in addition to ozone. Since carbon dioxide functions as an accelerator in the ozone hydrate production reaction, the production of ozone hydrate can be promoted by mixing carbon dioxide with the raw material gas. In addition, since manufacture of ozone hydrate itself can utilize various existing techniques, detailed description is omitted here.

このように、オゾンハイドレートを製造するためには、オゾン(第1ガス)を所定の圧力まで昇圧する必要があるが、従来技術のように圧縮機で圧縮するとガスの温度が上昇し、オゾンが分解してしまうという問題がある。そこで、本実施形態のガス昇圧ユニット110は、圧縮機を用いずにオゾンを圧縮することで、オゾンの分解を抑制する。以下、ガス昇圧ユニット110の具体的な構成について詳述する。   Thus, in order to produce ozone hydrate, it is necessary to increase the pressure of ozone (first gas) to a predetermined pressure. However, when compressed by a compressor as in the prior art, the temperature of the gas increases, Has the problem of breaking down. Therefore, the gas booster unit 110 of the present embodiment suppresses ozone decomposition by compressing ozone without using a compressor. Hereinafter, a specific configuration of the gas booster unit 110 will be described in detail.

(ガス昇圧ユニット110)
図2は、本実施形態にかかるガス昇圧ユニット110の具体的な構成を説明する図である。なお、図2中、液体および気体の流れを実線の矢印で示す。図2に示すように、ガス昇圧ユニット110の第1シリンダ210(収容槽)には、オゾンおよび二酸化炭素が導入され、第1シリンダ210内においてオゾンおよび二酸化炭素の混合ガスが生成される。こうして生成された混合ガスは、配管220を介してクラスレート製造ユニット120に供給される。
(Gas boosting unit 110)
FIG. 2 is a diagram illustrating a specific configuration of the gas booster unit 110 according to the present embodiment. In FIG. 2, the flow of liquid and gas is indicated by solid arrows. As shown in FIG. 2, ozone and carbon dioxide are introduced into the first cylinder 210 (accommodating tank) of the gas booster unit 110, and a mixed gas of ozone and carbon dioxide is generated in the first cylinder 210. The mixed gas generated in this way is supplied to the clathrate production unit 120 via the pipe 220.

第1シリンダ210における配管220の接続箇所の反対側の端部には、配管222を介して第2シリンダ410が接続されており、第2シリンダ410から水が導入されたり、第1シリンダ210から水が排出されたりする。   A second cylinder 410 is connected to the end of the first cylinder 210 opposite to the connection portion of the pipe 220 via a pipe 222, and water is introduced from the second cylinder 410 or from the first cylinder 210. Water is discharged.

また、配管222における第1シリンダ210の接続箇所と、第2シリンダ410の接続箇所との間には、給排水手段310が設けられており、給排水手段310は、配管222に水を供給したり、配管222から水を排出したりする。   In addition, a water supply / drainage means 310 is provided between the connection location of the first cylinder 210 and the connection location of the second cylinder 410 in the pipe 222, and the water supply / drainage means 310 supplies water to the pipe 222, Water is discharged from the pipe 222.

さらに、第1シリンダ210の外周には、第1冷却管212が設けられており、第1冷却管212には、配管224を通じて冷凍機230で冷却された冷媒(例えば、アルコール水溶液、凝縮性冷媒(R−404A)等)が供給される。これにより、第1シリンダ210内を所定の第1温度(例えば、2℃程度)に維持することができる。また、第1シリンダ210内を冷却することで加熱された冷媒(熱交換された冷媒)は、配管226を通じて第1冷却管212から冷凍機230に送出され、冷凍機230において再度冷却されることとなる。   Furthermore, the 1st cooling pipe 212 is provided in the outer periphery of the 1st cylinder 210, and the refrigerant | coolant (for example, alcohol aqueous solution, condensable refrigerant | coolant) cooled by the refrigerator 230 through the piping 224 is provided in the 1st cooling pipe 212. (R-404A) and the like are supplied. Thereby, the inside of the 1st cylinder 210 can be maintained at predetermined 1st temperature (for example, about 2 ° C). In addition, the refrigerant heated by cooling the inside of the first cylinder 210 (heat exchanged refrigerant) is sent from the first cooling pipe 212 to the refrigerator 230 through the pipe 226 and is cooled again in the refrigerator 230. It becomes.

酸素供給設備240(例えば、酸素ボンベ)に貯留された酸素は、オゾン発生器242に導入され、オゾン発生器242において酸素からオゾンが生成される。オゾン発生器242において生成されるオゾン(オゾン含有ガス)の圧力(第1圧力)は、例えば、0.4MPaであり、温度は、例えば、常温(20℃程度)である。   Oxygen stored in the oxygen supply facility 240 (for example, an oxygen cylinder) is introduced into the ozone generator 242, and ozone is generated from the oxygen in the ozone generator 242. The pressure (first pressure) of ozone (ozone-containing gas) generated in the ozone generator 242 is, for example, 0.4 MPa, and the temperature is, for example, room temperature (about 20 ° C.).

オゾン発生器242は、配管244を介して配管220に接続されており、オゾン発生器242で生成されたオゾンは、配管244、配管220を介して第1シリンダ210に導入されることとなる。また、オゾン発生器242において生じた余剰のオゾンは、配管246、バルブ246aを介して後述するデオゾナイザ430に導入され分解される。   The ozone generator 242 is connected to the pipe 220 via the pipe 244, and the ozone generated by the ozone generator 242 is introduced into the first cylinder 210 via the pipe 244 and the pipe 220. Further, surplus ozone generated in the ozone generator 242 is introduced into a deozonizer 430, which will be described later, via a pipe 246 and a valve 246a, and decomposed.

二酸化炭素供給設備250(例えば、二酸化炭素ボンベ)に貯留された二酸化炭素(第2ガス)は、配管252、220を介して、第1シリンダ210に導入される。配管252には、上流側から順に、圧力調整弁254、加温器256、膨張弁258、バルブ252aが設けられている。圧力調整弁254は、二酸化炭素供給設備250に貯留された二酸化炭素を所定の第2圧力(例えば、4.7MPa)に調整する。加温器256は、第2圧力の二酸化炭素を10℃程度に加温する。   Carbon dioxide (second gas) stored in a carbon dioxide supply facility 250 (for example, a carbon dioxide cylinder) is introduced into the first cylinder 210 via the pipes 252 and 220. The pipe 252 is provided with a pressure adjustment valve 254, a heater 256, an expansion valve 258, and a valve 252a in this order from the upstream side. The pressure adjustment valve 254 adjusts the carbon dioxide stored in the carbon dioxide supply facility 250 to a predetermined second pressure (for example, 4.7 MPa). The heater 256 heats the second pressure carbon dioxide to about 10 ° C.

膨張弁258は、二酸化炭素を膨張させて第1シリンダ210に導入する。ここで、膨張弁258は、第1シリンダ210内の圧力(つまり、オゾンと二酸化炭素との混合ガスの圧力)が所定の第3圧力(例えば1.628MPa程度))となるように、また、第1シリンダ210内の温度が所定の第3温度以上となるように二酸化炭素を膨張させる(膨張後の二酸化炭素の温度は、例えば、−60℃〜−32℃)。ここで、第3温度は、二酸化炭素ハイドレートの生成温度の上限値(−2.2℃程度)を上回る温度である。例えば、第3温度を2℃に設定した場合、膨張弁258で膨張された二酸化炭素は、平均−46℃程度となる。   The expansion valve 258 expands carbon dioxide and introduces it into the first cylinder 210. Here, the expansion valve 258 is configured so that the pressure in the first cylinder 210 (that is, the pressure of the mixed gas of ozone and carbon dioxide) becomes a predetermined third pressure (for example, about 1.628 MPa). Carbon dioxide is expanded so that the temperature in the first cylinder 210 is equal to or higher than a predetermined third temperature (the temperature of the expanded carbon dioxide is, for example, −60 ° C. to −32 ° C.). Here, the third temperature is a temperature that exceeds the upper limit (about −2.2 ° C.) of the generation temperature of carbon dioxide hydrate. For example, when the third temperature is set to 2 ° C., the carbon dioxide expanded by the expansion valve 258 has an average of about −46 ° C.

バルブ252aは、第1シリンダ210内が第3温度を下回らないように、つまり、第1シリンダ210内の温度が漸減するように、二酸化炭素の導入量を調整しつつ第1シリンダ210に導入する。   The valve 252a is introduced into the first cylinder 210 while adjusting the introduction amount of carbon dioxide so that the inside of the first cylinder 210 does not fall below the third temperature, that is, the temperature inside the first cylinder 210 gradually decreases. .

第2シリンダ410には、配管222が接続されており、第1シリンダ210や給排水手段310から水が導入される。また、第2シリンダ410における配管222の接続箇所の反対側の端部には、配管420を介してデオゾナイザ430が接続されており、第2シリンダ410内のガスはデオゾナイザ430に送出されてオゾンが分解された後、大気放散されることとなる。   A pipe 222 is connected to the second cylinder 410, and water is introduced from the first cylinder 210 and the water supply / drainage means 310. Further, a deozonizer 430 is connected to the end of the second cylinder 410 opposite to the connection portion of the pipe 222 via the pipe 420, and the gas in the second cylinder 410 is sent to the deozonizer 430 to generate ozone. After being decomposed, it will be released into the atmosphere.

また、上記酸素供給設備240は、配管422を介して配管420に接続されており、酸素供給設備240から第2シリンダ410に酸素(押圧ガス)が導入されることとなる。なお、酸素供給設備240から配管422に導入される酸素は、不図示の圧力調整弁によって所定の圧力(後述する第4圧力を上回る圧力、例えば、2.31MPa)に調整されている。   The oxygen supply equipment 240 is connected to the pipe 420 via the pipe 422, and oxygen (pressed gas) is introduced from the oxygen supply equipment 240 into the second cylinder 410. The oxygen introduced into the pipe 422 from the oxygen supply facility 240 is adjusted to a predetermined pressure (a pressure exceeding a fourth pressure described later, for example, 2.31 MPa) by a pressure adjustment valve (not shown).

さらに、第2シリンダ410の外周には、第1シリンダ210と同様に第2冷却管412が設けられており、第2冷却管412には、配管424を通じて冷凍機230で冷却された冷媒(例えば、アルコール水溶液、凝縮性冷媒(R−404A)等)が供給される。これにより、第2シリンダ410内を所定の温度(例えば、2℃程度)に維持することができる。また、第2シリンダ410内を冷却することで加熱された冷媒(熱交換された冷媒)は、配管426を通じて第2冷却管412から冷凍機230に送出され、冷凍機230において再度冷却されることとなる。   Further, a second cooling pipe 412 is provided on the outer periphery of the second cylinder 410 in the same manner as the first cylinder 210, and the second cooling pipe 412 has a refrigerant (for example, cooled by the refrigerator 230 through the pipe 424). Alcohol aqueous solution, condensable refrigerant (R-404A) and the like. Thereby, the inside of the second cylinder 410 can be maintained at a predetermined temperature (for example, about 2 ° C.). In addition, the refrigerant heated by cooling the inside of the second cylinder 410 (heat exchanged refrigerant) is sent from the second cooling pipe 412 to the refrigerator 230 through the pipe 426 and cooled again in the refrigerator 230. It becomes.

(クラスレート製造方法)
続いて、ガス昇圧ユニット110を用いたオゾン(混合ガス)のクラスレート製造方法について説明する。図3は、本実施形態にかかるクラスレート製造方法の処理の流れを説明するフローチャートである。図3に示すように、クラスレート製造方法は、導入工程S110と、第1昇圧工程S120と、第2昇圧工程S130と、送出工程S140と、落圧工程S150とを含む。なお、運転初期において、第1シリンダ210内は、水で満たされており、第2シリンダ410内には、酸素(例えば、0.38MPa〜0.39MPa程度)で満たされており、また、各種バルブ220a、244a、252a、420a、422aは閉弁されているものとする。以下、各工程における処理について詳述する。
(Clathrate manufacturing method)
Next, a method for producing ozone (mixed gas) clathrate using the gas pressure increasing unit 110 will be described. FIG. 3 is a flowchart for explaining the processing flow of the clathrate manufacturing method according to the present embodiment. As shown in FIG. 3, the clathrate manufacturing method includes an introducing step S110, a first boosting step S120, a second boosting step S130, a sending step S140, and a pressure reducing step S150. In the initial stage of operation, the first cylinder 210 is filled with water, and the second cylinder 410 is filled with oxygen (for example, about 0.38 MPa to 0.39 MPa). It is assumed that the valves 220a, 244a, 252a, 420a, and 422a are closed. Hereinafter, the process in each process is explained in full detail.

(導入工程S110)
まず、不図示の制御部は、配管244に設けられたバルブ244aを開弁するとともに、配管420に設けられたバルブ420aを開弁する。そうすると、第1シリンダ210と第2シリンダ410との差圧によって、第1シリンダ210内の水が配管222を通って第2シリンダ410に移動し、第1シリンダ210内が減圧されることとなる。これにより、第1シリンダ210にオゾン(0.4MPa)が導入されることとなる。なお、第1冷却管212によって、第1シリンダ210内のオゾンは、2℃程度まで冷却されることとなる。
(Introduction step S110)
First, the control unit (not shown) opens the valve 244a provided in the pipe 244 and opens the valve 420a provided in the pipe 420. Then, due to the differential pressure between the first cylinder 210 and the second cylinder 410, the water in the first cylinder 210 moves to the second cylinder 410 through the pipe 222, and the inside of the first cylinder 210 is depressurized. . As a result, ozone (0.4 MPa) is introduced into the first cylinder 210. The ozone in the first cylinder 210 is cooled to about 2 ° C. by the first cooling pipe 212.

また、第2シリンダ410内のガスは、第1シリンダ210から移動された水によって押し出され、配管420におけるバルブ420aの後段に設けられた圧力調整弁420bによって圧力が調整された後、デオゾナイザ430に送出されることとなる。圧力調整弁420bを備える構成により、第1シリンダ210へのオゾンの導入を安定した圧力条件下で実行することができる。   Further, the gas in the second cylinder 410 is pushed out by the water moved from the first cylinder 210, and after the pressure is adjusted by the pressure adjustment valve 420 b provided at the rear stage of the valve 420 a in the pipe 420, Will be sent out. With the configuration including the pressure regulating valve 420b, the introduction of ozone into the first cylinder 210 can be performed under stable pressure conditions.

(第1昇圧工程S120)
第1昇圧工程S120では、第1シリンダ210において、0.4MPa(第1圧力)のオゾンと二酸化炭素とを所定の体積比(ここでは、オゾン:二酸化炭素=30%:70%)で混合して、1.628MPa(第3圧力)の混合ガスを生成する。なお、第1昇圧工程S120における混合ガスの到達圧力(第3圧力)と、混合ガス中のオゾンと二酸化炭素との体積比は、クラスレート製造ユニット120においてオゾンハイドレートを製造する際の目標圧力と、目標収率に基づいて決定される。
(First boosting step S120)
In the first pressure increasing step S120, 0.4 MPa (first pressure) of ozone and carbon dioxide are mixed in the first cylinder 210 at a predetermined volume ratio (here, ozone: carbon dioxide = 30%: 70%). Thus, a mixed gas of 1.628 MPa (third pressure) is generated. The ultimate pressure (third pressure) of the mixed gas in the first pressurizing step S120 and the volume ratio of ozone and carbon dioxide in the mixed gas are the target pressure when the clathrate manufacturing unit 120 manufactures ozone hydrate. And determined based on the target yield.

具体的に説明すると、制御部は、バルブ420aを閉弁するとともに、配管252に設けられたバルブ252aを開弁して、第1シリンダ210への二酸化炭素の導入を開始する。そうすると、膨張弁258によって平均−46℃(第2温度)に冷却された4.7MPa(第2圧力)の二酸化炭素が第1シリンダ210内に導入される。   Specifically, the control unit closes the valve 420 a and opens the valve 252 a provided in the pipe 252 to start introducing carbon dioxide into the first cylinder 210. Then, 4.7 MPa (second pressure) of carbon dioxide cooled to an average of −46 ° C. (second temperature) by the expansion valve 258 is introduced into the first cylinder 210.

ここで、第1シリンダ210に二酸化炭素が導入されることにより、オゾンが圧縮されてオゾンの温度が上昇するが、二酸化炭素の冷熱(−46℃)によって、オゾンの温度上昇を抑えることができ、オゾンの分解を防止することが可能となる。   Here, by introducing carbon dioxide into the first cylinder 210, the ozone is compressed and the temperature of the ozone rises, but the temperature rise of the ozone can be suppressed by the cold heat of carbon dioxide (−46 ° C.). It becomes possible to prevent decomposition of ozone.

(第2昇圧工程S130)
第1シリンダ210内の圧力が第3圧力に到達したら、さらに、混合ガスを第4圧力(例えば、2.3MPa)まで昇圧する。
(Second boosting step S130)
When the pressure in the first cylinder 210 reaches the third pressure, the mixed gas is further increased to the fourth pressure (for example, 2.3 MPa).

具体的に説明すると、制御部は、バルブ244a、252aを閉弁するとともに、配管422に設けられたバルブ422aを開弁する。そうすると、第2シリンダ410内の水が酸素供給設備240から送出された酸素によって押し出され、配管222を介して第1シリンダ210に導入されることとなる。この第2シリンダ410から移動された水によって第1シリンダ210内の混合ガスが第4圧力まで昇圧されることとなる。   Specifically, the control unit closes the valves 244a and 252a and opens the valve 422a provided in the pipe 422. If it does so, the water in the 2nd cylinder 410 will be extruded by the oxygen sent out from the oxygen supply equipment 240, and will be introduce | transduced into the 1st cylinder 210 via the piping 222. FIG. The mixed gas in the first cylinder 210 is increased to the fourth pressure by the water moved from the second cylinder 410.

なお、第1シリンダ210においては、水(水圧)によって混合ガスが圧縮され、温度が上昇するが、第1冷却管212によって2℃程度に維持されることとなる。これにより、オゾンの分解を防止することができる。   In the first cylinder 210, the mixed gas is compressed by water (water pressure) and the temperature rises, but is maintained at about 2 ° C. by the first cooling pipe 212. Thereby, decomposition | disassembly of ozone can be prevented.

(送出工程S140)
制御部は、配管220に設けられたバルブ220aを開弁する。そうすると、第1シリンダ210内で生成された第4圧力(2.3MPa)、第3温度(2℃程度)の混合ガスがクラスレート製造ユニット120に供給されることとなる。
(Sending process S140)
The control unit opens the valve 220a provided in the pipe 220. Then, the mixed gas having the fourth pressure (2.3 MPa) and the third temperature (about 2 ° C.) generated in the first cylinder 210 is supplied to the clathrate manufacturing unit 120.

(落圧工程S150)
第1シリンダ210の水面が所定の閾値まで到達すると、制御部は、バルブ220a、422aを閉弁するとともに、バルブ420aを開弁する。そうすると、第1シリンダ210の水が第2シリンダ410に移動して、第2シリンダ410内のガスがデオゾナイザ430に送出されることとなる。また、上記したように、圧力調整弁420bを備える構成により、第2シリンダ410内のガスが減圧されすぎてしまい、第1シリンダ210で加圧されることで水に溶解したオゾンや二酸化炭素が過剰に失われてしまう事態を回避することができる。
(Drop pressure process S150)
When the water surface of the first cylinder 210 reaches a predetermined threshold, the control unit closes the valves 220a and 422a and opens the valve 420a. If it does so, the water of the 1st cylinder 210 will move to the 2nd cylinder 410, and the gas in the 2nd cylinder 410 will be sent to the dezonizer 430. Further, as described above, due to the configuration including the pressure regulating valve 420b, the gas in the second cylinder 410 is excessively depressurized, and ozone and carbon dioxide dissolved in water by being pressurized in the first cylinder 210. The situation of being lost excessively can be avoided.

なお、落圧工程S150において、第1シリンダ210内の圧力が第1圧力未満となるように、第1シリンダ210、第2シリンダ410の水位が決定されることとなる。   In the pressure drop process S150, the water levels of the first cylinder 210 and the second cylinder 410 are determined so that the pressure in the first cylinder 210 is less than the first pressure.

以上説明したように、本実施形態にかかるクラスレート製造方法によれば、オゾンが収容された第1シリンダ210に冷却された二酸化炭素を導入して、オゾンを圧縮する構成により、オゾンの圧縮によって生じる温度上昇を抑えることができ、オゾンの分解を防止することが可能となる。こうして、オゾンの分解を防止しつつ、クラスレート製造ユニット120で所望される圧力まで昇圧した原料ガスを生成することが可能となる。   As described above, according to the clathrate manufacturing method according to the present embodiment, by the configuration in which the cooled carbon dioxide is introduced into the first cylinder 210 containing ozone and the ozone is compressed, the ozone is compressed. The temperature rise that occurs can be suppressed, and ozone decomposition can be prevented. In this way, it is possible to generate a raw material gas whose pressure is increased to a desired pressure in the clathrate production unit 120 while preventing decomposition of ozone.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this embodiment. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. Is done.

例えば、上記実施形態において、第1ガスとしてオゾンを、第2ガスとして二酸化炭素を例に挙げて説明した。しかし、第1ガスおよび第2ガスに限定はなく、クラスレート製造装置100は、少なくとも第1ガスを包接したクラスレートを製造できればよい。   For example, in the said embodiment, ozone was mentioned as an example as 1st gas and the carbon dioxide was mentioned as an example as 2nd gas. However, there is no limitation to the first gas and the second gas, and the clathrate manufacturing apparatus 100 only needs to be able to manufacture a clathrate that includes at least the first gas.

また、上記実施形態において、第1昇圧工程S120に加えて、さらに、第2昇圧工程S130を遂行する構成を例に挙げて説明した。しかし、第1昇圧工程S120のみで、クラスレート製造ユニット120が所望する圧力まで昇圧できる場合、第2昇圧工程S130を省略してもよい。   Moreover, in the said embodiment, in addition to 1st pressure | voltage rise process S120, the structure which performs 2nd pressure | voltage rise process S130 was mentioned as an example, and was demonstrated. However, when the clathrate manufacturing unit 120 can boost the pressure to a desired pressure only by the first boosting step S120, the second boosting step S130 may be omitted.

また、上記実施形態において、1のガス昇圧ユニット110を含んで構成されるクラスレート製造装置100を例に挙げて説明した。しかし、ガス昇圧ユニット110の数に限定はなく、複数のガス昇圧ユニット110を備えておき、連続的に原料ガスを昇圧してもよい。   Moreover, in the said embodiment, the clathrate manufacturing apparatus 100 comprised including the one gas pressure | voltage rise unit 110 was mentioned as an example, and was demonstrated. However, the number of gas boosting units 110 is not limited, and a plurality of gas boosting units 110 may be provided to continuously boost the source gas.

本発明は、ゲスト物質としてガスを包接したクラスレートを製造するクラスレート製造方法に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a clathrate production method for producing a clathrate containing a gas as a guest substance.

S110 導入工程
S120 第1昇圧工程
S130 第2昇圧工程
S110 Introduction Step S120 First Boosting Step S130 Second Boosting Step

Claims (5)

ゲスト物質として第1ガスを包接したクラスレートを製造するクラスレート製造方法であって、
第1圧力かつ第1温度で前記第1ガスを収容槽に収容する工程と、
前記第1圧力より高圧の第2圧力かつ前記第1温度より低温の第2温度の第2ガスを前記収容槽に導入して、該第1圧力を上回り該第2圧力未満の第3圧力となるように、該第1ガスと該第2ガスとを混合して混合ガスを生成する工程と、
を含むことを特徴とするクラスレート製造方法。
A clathrate production method for producing a clathrate comprising a first gas as a guest substance,
Storing the first gas in a storage tank at a first pressure and a first temperature;
A second gas having a second pressure higher than the first pressure and a second temperature lower than the first temperature is introduced into the storage tank, and a third pressure that is higher than the first pressure and lower than the second pressure; A step of mixing the first gas and the second gas to generate a mixed gas;
A clathrate manufacturing method comprising:
前記混合ガスを生成する工程は、前記第2ガスを包接したクラスレートの生成温度の上限値を上回る所定の第3温度以上となり、かつ、前記第1ガスの温度上昇を抑制して前記第3圧力となるように、該第1ガスと該第2ガスとを混合することを特徴とする請求項1に記載のクラスレート製造方法。   The step of generating the mixed gas is a predetermined third temperature that is higher than an upper limit value of the generation temperature of the clathrate enclosing the second gas, and suppresses a temperature rise of the first gas to suppress the first gas. The clathrate manufacturing method according to claim 1, wherein the first gas and the second gas are mixed so that the pressure is 3 pressures. 前記混合ガスを生成する工程において生成された混合ガスをさらに昇圧する工程を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のクラスレート製造方法。   The method for producing a clathrate according to claim 1, further comprising a step of increasing the pressure of the mixed gas generated in the step of generating the mixed gas. 前記第1ガスは、オゾンであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のクラスレート製造方法。   The clathrate manufacturing method according to claim 1, wherein the first gas is ozone. 前記第2ガスは、二酸化炭素であることを特徴とする請求項4に記載のクラスレート製造方法。   The clathrate manufacturing method according to claim 4, wherein the second gas is carbon dioxide.
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