水合物颗粒的储存、运输、解离溶剂其利用该容器的水合物颗粒的储存、运输、解离方法

摘要

本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离容器，其特征在于，包括：第一容器，由多个框架构成；第二容器，可旋转地设置于上述第一容器内部，在内部储存水合物颗粒并在内部面附着隔热部件；及制冷机，设置于上述第一容器内部并对上述第二容器进行制冷；其中，上述第二容器通过电源供应而被加热解离上述水合物颗粒。

说明书

技术领域

本发明涉及容易储存运输水合物颗粒并在旋转容器的同时进行加 热而容易解离水合物颗粒的溶剂及利用该容器的水合物颗粒的储存、 运输、解离方法。

背景技术

水合物(hydrate)是由水分子和气体分子构成的冰状的固体物质， 在一定压力和温度条件下使水和气体分子接触而产生，而且，通过改 变压力或温度解离成水和气体分子。

这样的水合物因高的气体包含性而作为能够替代LNG的天然气 的新运输及储存方式受到关注。

图1为现有技术的天然气水合物的再气化装置示意图。

例如，大韩民国申请号第10-2009-0077592号提供天然气水合物 的再气化装置，而如图1所示，上述申请，包括：投入口102，可连 续投入水合物并具备一个以上；导引部件104，降低水合物以使其与 加热部结合而再气化；气体排出口，设置于上端一侧供气化的天然气 排出；水排出口，设置于下端部一侧供分离的水排出。

一般而言，天然气水合物(natrual gas hydrate，NGH)装载大容 量槽罐中进行运输，但存在因水合物颗粒(pallet)的自身重量发生胶 着的问题。

另外，再气化或解离(下称“解离”)水合物的现有技术的方式有 在船舶的槽罐中破碎胶着的水合物并移送至陆地之后解离的方式，及 在船舶上利用热水或热线直接向储存水合物的槽罐供热而进行解离的 方式。

上述方式在槽罐内粉碎或分离在装载及移送过程中胶着的水合物 并移送至陆地上的解离设备或在进行加热以解离船体槽罐内的水合物 的过程中，都存在船舶需长期停靠在港口的问题。

另外，因水合物的装卸或解离需使船舶长期停靠在港口，成为降 低船舶效率的主要原因，而且，对于为装载水合物颗粒而返航的船舶， 起到货仓作用的槽罐将空的状态的回去。

一般而言，在装载时，各水合物颗粒是分离的，因此，在进行船 舶的稳定性评估时，需使用谷物稳性(Grain Stability)，但随着时间的 推移，受自身重量的影响而胶着，从而根据在槽罐内的胶着状态，给 船舶的行动及安全性带来负面影响。

另外，在利用大容量槽罐装载、移送水合物颗粒时，若为将蒸发 气体(boil off gas，下称“BOG”)用作燃料油使用DF引擎(Dual Fuel  Engine)则因水合物颗粒的成分，具有丙烷先于甲烷蒸发等特性，因 此，把BOG用作燃料油的情况下，燃料间的特性差异导致问题，装卸 时解离的气体的热量或成分变得不均匀。

另外，为溶解解离储存于大容量槽罐的水合物颗粒，需供应热水 等，而在此时，所供应的热水需添加表面活性剂等以防止在槽罐内结 冰，而这样的热水因在使用后会导致环境污染，因此，需要进行净化 处理，从而需要额外的设备和费用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足而提供一种水合物颗粒的 储存、运输、解离溶剂其利用该容器的水合物颗粒的储存、运输、解 离方法，其可根本上解决在现有技术中将水合物颗粒储存于大型槽罐 中所导致的水合物颗粒间胶着，由此导致的装卸时间增加，为解离而 投入热水时因添加表面活性剂所导致的环境污染威胁及处理费用的增 加等问题。

为达到上述目的，本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离容器， 其特征在于，包括：第一容器，由多个框架构成；第二容器，可旋转 地设置于上述第一容器内部，在内部储存水合物颗粒并在内部面附着 隔热部件；及制冷机，设置于上述第一容器内部并对上述第二容器进 行制冷；其中，上述第二容器，在内部面具备通过电源供应被加热以 解离上述水合物颗粒的热线，或在内部具备通过热水的流动解离上述 水合物颗粒的热水流动管。

另外，上述第一容器，包括：多个支撑板，使上述第二容器贯通 其内部中央；及多个球轴承，各设置于上述第二容器和上述支撑板之 间；其中，上述第二容器利用旋转动力在上述支撑板内部进行旋转。

另外，在上述第二容器内部还具备用于感知压力的压力传感器及 用于感知温度的温度传感器。

另外，上述第二容器连接有用于将在内部产生的蒸发气体(boil off  gas，BOG)排出至外部的BOG喷嘴；上述BOG喷嘴，包括：第一 BOG喷嘴，连接于上述第二容器并将上述第二容器内部的BOG排出 至上述第二容器外部；BOG阀门，连接于上述第一BOG喷嘴并开闭 上述第一BOG喷嘴；及第二BOG喷嘴，两端连接于上述BOG阀门 和BOG搜集装置并通过上述BOG阀门的开放将上述BOG排出至上 述BOG搜集装置。

另外，上述第二容器连接有用于将在上述水合物颗粒解离过程中 产生的气体排出至外部的气体喷嘴；上述气体喷嘴，包括：第一气体 喷嘴，连接于上述第二容器并将上述第二容器内部的气体排出至上述 第二容器外部；气体阀门，连接于上述第一气体喷嘴并开闭上述第一 气体喷嘴；及第二气体喷嘴，两端连接于上述气体阀门和气体提取装 置并通过上述气体阀门的开放将上述气体排出至上述气体提取装置。

另外，上述第二容器在外周面还具备与旋转体连接的翼部，而上 述翼部获得上述旋转体的旋转动力来旋转上述第二容器。

另外，还包括可拆装地连接于上述第二容器开闭上述第二容器的 结合部件；上述结合部件，包括：第一结合部件，与上述第二容器连 接，中央由上述BOG喷嘴贯通并在边缘内置上述第一气体喷嘴及气体 阀门，且呈圆柱状；第二结合部件，与上述第一结合部件相隔一定间 距而设，中央由上述BOG喷嘴贯通并在边缘内置上述第二气体喷嘴， 且呈圆柱状；及止推轴承，设置于上述第一结合部件和上述第二结合 部件之间并将上述第二结合部件相对于上述第一结合部件旋转地进行 连接。

另外，上述第二气体喷嘴通过上述第二结合部件的旋转位于与上 述气体阀门相同的直线上，且通过上述气体阀门的开放与上述第一气 体阀门连通。

另外，上述第二结合部件内置有感知上述气体的泄露与否的气体 泄露传感器，且在边缘具备与上述气体提取装置结合的一对结合板。

另外，本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离方法，其特征在 于，包括：储存步骤，将水合物颗粒储存于设置在第一容器内部的第 二容器中；运输步骤，通过运行设置于上述第一容器内部的制冷机维 持上述第二容器内部的一定温度的同时运输上述水合物颗粒；解离步 骤，向上述第二容器供应热量以解离上述水合物颗粒。

另外，上述解离步骤，包括：容器移动步骤，利用传送带将上述 第一容器移动至倾斜的位置；容器旋转步骤，在平或倾斜的状态下利 用旋转体的旋转动力旋转上述第二容器；热量供应步骤，加热上述第 二容器内部以解离上述水合物颗粒；及气体提取工艺，将通过上述水 合物的解离所产生的气体提取至上述第二容器外部。

与此同时，在上述热量供应步骤，向具备于上述第二容器内部面 的热点供应电源解离上述水合物颗粒，或向具备于上述第二容器内部 的热水流动管供应热水解离上述水合物颗粒。

如上所述，根据本发明，在旋转容器的同时向容器内部供应热水 或热，从而可有效解离容器内部的水合物颗粒。

另外，根据本发明，可改善在NGH气田制造水合物装载于船舶 或卸载并移送至陆地上的解离设备的过程因船舶的长时间停靠所发生 的船舶的实用性(Availability)受限问题。

另外，根据本发明，较之采用大型槽罐的低速大型船只，可利用 作为高速船只的集装箱船只，从而可缩短航运时间，明显降低BOG 产生量。

与此同时，利用未包含表面活性剂等的纯粹的水(H₂O)热线加 热容器内的水合物颗粒，从而可根本上解决废热水的储存、净化所需 的设备问题。

附图概述

图1为现有技术的天然气水合物的再气化装置示意图；

图2为本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离容器的结构图；

图3为本发明的第二容器的设置示例图；

图4为本发明的第二容器的内部结构图；

图5为本发明的第二容器和旋转体的结合图；

图6为本发明的第一结合部件和第二结合部件的结合图；

图7为本发明的第一结合部件结构图；

图8为本发明的第二结合部件结构图；

图9为本发明的第二结合部件和气体提取装置的结合图；

图10为本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离方法框图；

图11为本发明的解离步骤框图。

*附图标记*

100：第一容器             200：第二容器

210：热线                 220：热水流动管

230：压力传感器           240：温度传感器

250：BOG喷嘴              251：第一BOG喷嘴

252：第二BOG喷嘴          253：BOG阀门

260：气体喷嘴             261：第一气体喷嘴

262：第二BOG喷嘴          263：气体阀门

270：结合部件             275：第一结合部件

280：第二结合部件         281：气体泄漏传感器

282：结合板               290：止推轴承

300：制冷机               400：翼部

500：支撑板               600：球轴承

700：旋转体               710：电源供应线

720：热水供应线           800：气体提取装置

S10：储存步骤

S20：运输步骤

S30：解离步骤

S31：容器移动步骤

S32：容器旋转步骤

S33：热量供应步骤

S34：气体提取步骤

最佳实施方式

下面，结合附图对本发明的实施例进行详细说明。首先，附图中 的相同结构或部件尽可能使用相同的附图标记。在说明本发明的过程 中，为了不给本发明的主要技术思想带来混乱，将省略对已公开功能 或结构的说明。

图2为本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离容器的结构图。

如图2所示，本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离容器包括 第一容器100、第二容器200及制冷机300，在此，上述制冷机300 设置于上述第一容器100内部对上述第二容器200进行制冷。

上述第一容器100可以由多个框架构成的集装箱形状构成以减少 重量。

上述第二容器200可旋转地设置于上述第一容器100内部并在其 内部储存水合物颗粒。

具体而言，上述第一容器100可包括贯通上述第二容器200内部 中央以旋转上述第二容器200并支撑上述第二容器200的多个支撑板 500。

图3为本发明的第二容器的设置示例图。

上述支撑板500按一定间隔相隔设置于上述第一容器100，在此， 如图3所示，在其内部中央具备用于将上述第二容器200结合于上述 支撑板500的球轴承600。

上述球轴承600是可使上述第二容器200在上述支撑板500内部 进行旋转的结构，因上述球轴承600设置于上述第二容器200和上述 支撑板500之间，上述第二容器200利用从外部供应的旋转动力在上 述支撑板500内部容易旋转，因此，上述第二容器200在被上述制冷 机300制冷或被将要后述的热线或热水流动管加热时，可均匀地被制 冷或加热。

另外，上述第二容器200可由在其内部空间形成真空状态，或在 内部面附着有隔热部件(未图示)的隔热容器构成。

因上述第二容器200由隔热容器构成，因此，当上述第二容器200 被上述制冷机300制冷时，可维持上述第二容器200的制冷状态，从 而维持储存于上述第二容器200的水合物颗粒的自我保护(Self  Preservation)状态。

即，上述第二容器100为上述水合物颗粒的自我保护，根据储存 于上述第二容器200的上述水合物颗粒的成分维持适当的温度和压 力，从而在运输时最大限度地抑制上述水合物颗粒的解离。

另外，上述第二容器200在被具备于内部的热线或热水流动管加 热时，维持内部加热状态，从而在解离时容易解离上述水合物颗粒。

实施方式

下面，结合附图对本发明的实施例进行详细说明。首先，附图中 的相同结构或部件尽可能使用相同的附图标记。在说明本发明的过程 中，为了不给本发明的主要技术思想带来混乱，将省略对已公开功能 或结构的说明。

图2为本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离容器的结构图。

如图2所示，本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离容器包括 第一容器100、第二容器200及制冷机300，在此，上述制冷机300 设置于上述第一容器100内部对上述第二容器200进行制冷。

上述第一容器100可以由多个框架构成的集装箱形状构成以减少 重量。

上述第二容器200可旋转地设置于上述第一容器100内部并在其 内部储存水合物颗粒。

具体而言，上述第一容器100可包括贯通上述第二容器200内部 中央以旋转上述第二容器200并支撑上述第二容器200的多个支撑板 500。

图3为本发明的第二容器的设置示例图。

上述支撑板500按一定间隔相隔设置于上述第一容器100，在此， 如图3所示，在其内部中央具备用于将上述第二容器200结合于上述 支撑板500的球轴承600。

上述球轴承600是可使上述第二容器200在上述支撑板500内部 进行旋转的结构，因上述球轴承600设置于上述第二容器200和上述 支撑板500之间，上述第二容器200利用从外部供应的旋转动力在上 述支撑板500内部容易旋转，因此，上述第二容器200在被上述制冷 机300制冷或被将要后述的热线或热水流动管加热时，可均匀地被制 冷或加热。

另外，上述第二容器200可由在其内部空间形成真空状态，或在 内部面附着有隔热部件(未图示)的隔热容器构成。

因上述第二容器200由隔热容器构成，因此，当上述第二容器200 被上述制冷机300制冷时，可维持上述第二容器200的制冷状态，从 而维持储存于上述第二容器200的水合物颗粒的自我保护(Self  Preservation)状态。

即，上述第二容器100为上述水合物颗粒的自我保护，根据储存 于上述第二容器200的上述水合物颗粒的成分维持适当的温度和压 力，从而在运输时最大限度地抑制上述水合物颗粒的解离。

另外，上述第二容器200在被具备于内部的热线或热水流动管加 热时，维持内部加热状态，从而在解离时容易解离上述水合物颗粒。

图4为本发明的第二容器的内部结构图。

如图4所示，上述第二容器200可包括热线210或热水流动管220 以解离上述水合物颗粒，而且，还可包括用于各感知上述第二容器200 内部的压力及温度的压力传感器230及温度传感器。

上述热线210具备于上述第二容器200的内部面并从设置于上述 第一容器100外部的电源供应部(未图示)获得电源供应而对上述第 二容器200进行加热，从而容易解离上述水合物颗粒。

上述热水流动管220从设置于上述第一容器100外部的热水供应 部(未图示)获得热水供应而对上述第二容器200进行加热，从而容 易解离上述水合物颗粒。

上述压力传感器230和温度传感器240，在为运输上述水合物颗 粒而对上述第二容器200进行制冷，或为解离上述水合物颗粒而对上 述第二容器200进行加热时，各感知上述第二容器200的内部压力和 内部温度并将测量值输出至控制部(未图示)，在此，上述控制部在例 如被制冷的第二容器200的内部温度高于预设值时，向上述热线210 供应电源或向上述热水流动管220供应热水以加热上述第二容器200， 与此同时，在运输上述水合物颗粒时，在因上述第二容器200中产生 的BOG导致上述第二容器200的内部压力上升而超过预设值时，通过 将要后述的BOG喷嘴将上述BOG排出至上述第二容器200外部以降 低压力。

图5为本发明的第二容器和旋转体的结合图。

另外，如图2及图4所示，上述第二容器200可在外周面具备翼 部400，而如图5所示，上述翼部400与旋转体700连接并获得上述 旋转体700的旋转动力旋转上述第二容器200。

在此，上述旋转体700可内置有电源供应部(未图示)的电源供 应线710或热水供应部(未图示)的热水供应线720。

图6为本发明的第一结合部件和第二结合部件的结合图。

另外，如图6所示，上述第二容器200连接有BOG喷嘴250及气 体喷嘴260以将在上述水合物颗粒的解离过程中产生的BOG及气体各 排出至第二容器200外部。

具体而言，上述BOG喷嘴250可将在上述水合物颗粒的运输过程 中在上述第二容器200内部产生的BOG排出至上述第二容器200外 部，而上述气体喷嘴260可将在上述水合物颗粒的解离过程中在上述 第二容器200内部产生的气体提取至上述第二容器200外部。

上述BOG喷嘴250可包括第一BOG喷嘴251、BOG阀门253及 第二BOG喷嘴252。

具体而言，上述第一BOG喷嘴251可连接于上述第二容器200 以将上述第二容器200内部的BOG排出至上述第二容器200外部。

而上述BOG阀门253可连接于上述第一BOG喷嘴以开闭上述第 一BOG喷嘴251。

即，上述BOG阀门253在上述第二容器200的内部压力超过预设 值时开放，而在预设值范围内时闭合。

上述第二BOG喷嘴252的两端可连接于上述BOG阀门253和 BOG搜集装置(未图示)，例如在上述BOG阀门253开放时，将上述 BOG排出至BOG搜集装置(未图示)。

上述气体喷嘴260可包括第一气体喷嘴261、气体阀门263及第 二气体喷嘴262。

具体而言，上述第一气体喷嘴261可连接于上述第二容器200以 将上述第二容器200内部的气体排出至上述第二容器200外部。

而上述气体阀门263可连接于上述第一气体喷嘴以开闭上述第一 气体喷嘴261。

上述第二气体喷嘴262的两端可各连接于上述气体阀门263和气 体提取装置，例如，在上述气体阀门263开放时，将上述气体提取至 上述气体提取装置。

另外，本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离容器还可包括可 拆装地连接于上述第二容器200开闭上述第二容器的结合部件270。

具体而言，上述结合部件270，包括：第一结合部件275，与上述 第二容器200连接；第二结合部件280，与上述第一结合部件275相 隔一定间距而设；及止推轴承290，设置于上述第一结合部件275和 上述第二结合部件280之间并将上述第二结合部件280相对于上述第 一结合部件275旋转地进行连接。

图7为本发明的第一结合部件结构图。

具体而言，上述第一结合部件275呈圆柱状并可拆装地连接于上 述第二容器200以通过上述第二容器200的旋转一同旋转，而如图7 所示，上述结合部件275在中央形成供上述BOG喷嘴250贯通的孔， 且在边缘形成可内置上述第一气体喷嘴261及气体阀门263的孔。

图8为本发明的第二结合部件结构图。

另外，上述第二结合部件280呈圆柱状并通过上述止推轴承290 可旋转地连接于上述第一结合部件275，如图6所示，上述第二结合 部件280可内置用于感知气体泄漏与否的气体泄漏传感器，而如图8 所示，可在中央形成供上述BOG喷嘴250贯通的孔，且在边缘形成内 置上述第二气体喷嘴262的孔。

在此，如图6所示，上述第二气体喷嘴262通过上述第二结合部 件280的旋转位于与上述气体阀门263相同的直线上，且通过上述气 体阀门263的开放与上述第一气体阀门261连通。

图9为本发明的第二结合部件和气体提取装置的结合图。

另外，上述第二结合部件280可在边缘具备一对结合板282，在 此，如图9所示，上述结合板282插入固定于上述气体提取装置800 以将上述结合部件270结合于上述气体提取装置800。

下面，对本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离方法进行详细 说明。

图10为本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离方法框图。

如图10所示，本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离方法包括 储存步骤S10、运输步骤S20及解离步骤S30。

如图2所示，上述储存步骤S10是将水合物颗粒储存于设置在第 一容器100内部的第二容器200中的步骤。

在上述储存步骤S10，首先分离结合于上述第二容器200的结合 部件270之后，向上述第二容器200内部填充上述第二容器200内部， 之后再次将上述结合部件270结合于上述第二容器200，从而将水合 物颗粒储存于上述第二容器200中。

上述储存步骤S20是通过运行设置于上述第一容器100内部的制 冷机300维持上述第二容器200内部的一定温度的同时运输上述水合 物颗粒的步骤。

在上述运输步骤S20，例如在因产生BOG导致上述第二容器200 的内部压力上升时，如图6所示，通过开放BOG喷嘴250根据需要按 不同容器搜集上述BOG用作燃料，或在BOG的量太少或作为混合气 体的燃料油的利用性低而不具有经济性时，挥发至空气中。

上述解离步骤S30是向上述第二容器200供应热量以解离上述水 合物颗粒的步骤。

图11为本发明的解离步骤框图。

如图11所示，上述解离步骤S30包括容器移动步骤S31、容器旋 转步骤S32、热量供应步骤S33及气体提取步骤S34。

上述容器移动步骤S31是利用传送带将上述第一容器100移动至 倾斜的位置的步骤。

上述容器旋转步骤S32是在平或倾斜的状态下，如图5所示，将 具备于外周面的翼部400连接于旋转体700之后，利用上述旋转体700 的旋转动力旋转上述第二容器200的步骤，而通过上述第二容器200 的旋转顺利进行水合物颗粒的气体解离。

上述热量供应步骤S33是加热上述第二容器200内部以解离上述 水合物颗粒的步骤。

具体而言，在上述容器加热步骤S33中，如图4所示，向具备于 上述第二容器200内部面的热线210供应电源加热上述第二容器200， 或向具备于上述第二容器200的热水流动管220供应热水加热上述第 二容器200，从而解离上述水合物颗粒

上述气体提取步骤S34是将通过上述水合物的解离所产生的气体 提取至上述第二容器200外部的步骤。

具体而言，在上述气体提取步骤S34，通过相对于第一结合部件 275旋转第二结合部件280使第一气体喷嘴261和气体阀门263及第 二气体喷嘴位于相同的直线上之后，通过开放上述气体阀门263使上 述第一气体喷嘴261和上述第二气体喷嘴262连通，从而可将产生于 上述第二容器200的气体排出至上述第二容器200外部。

上述实施例仅用以说明本发明的水合物颗粒的储存、运输、解离 溶剂及利用该容器的水合物颗粒的储存、运输解离方法而非限制，本 领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等 同替换，而不脱离本发明的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利 要求范围当中。

工业实用性

根据本发明，因容易在容器内储存及运输水合物颗粒，且可在旋 转容器的同时进行加热，从而容易解离水合物颗粒，因此，可有效用 于水合物颗粒的储存、运输、解离领域。