气体捕集方法技术

在捕集从存在于海底(L1)或湖底的原料(PL)产生的气体的气体捕集方法中，[1]向水中投下在下端连接有固定件(31)且由从顶部(T1)朝向下方展开的膜体构成的捕集膜(11)，[2]利用设于固定件(31)的位置维持器(31)来把握固定件(31)在水中的三维位置，通过自律航行将固定件(31)的三维位置维持在目标位置，[3]基于由CTD获得的铅垂方向的水温分布将捕集膜(11)的下端设定于比海底(L1)或湖底更高且比原料(PL)从固体状态分离成水和气体的水深更浅的位置，并将捕集膜(11)的顶部(T1)设定于比气体与海水或湖水混合而气体的气泡消失的水深更深的位置，[4]利用捕集膜(11)捕集从海底(L1)或湖底释放出的气体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】气体捕集方法
本专利技术涉及捕集从海底[seabottom](以下也包括湖底[lakebottom])释放出的甲烷气体等气体的气体捕集方法[gascollectingmethod]。
技术介绍
近年来，尝试了对从存在于海底下的甲烷水合物[methanehydrate]等各种气体水合物释放出的气体进行捕集。埋设于海底下的气体水合物根据温度、气压等条件而分离成水和气体，分离出的气体朝向海面上升。当气体向海面上升时，有时与海水混合[mixwithseawater]。因此，为了捕集从气体水合物分离出的气体，需要在气体与海水混合之前进行捕集。下述专利文献1公开了回收海底资源的方法。在专利文献1所公开的方法中，从海底喷出的原油由穹顶状的框体收集，并经由与该框体连结的管道而被海面的原油回收船回收。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-21357号公报
技术实现思路
但是，由于专利文献1所公开的方法的目的是原油回收，所以需要使穹顶状的框体沉入水中并稳定地进行固定。因此，在海底设置划分圆形区域的锚固件，从而有对虾、蟹等海底的水产资源产生影响的担忧。本专利技术的目的在于提供能够不对海底(湖底)的水产资源产生影响且高效地捕集从海底(湖底)释放出的气体的气体捕集方法。本专利技术的特征在于提供一种气体捕集方法，在对从存在于海底或者湖底的原料产生的气体进行捕集的气体捕集方法中，向水中投下捕集膜，该捕集膜在下端连接有固定件，且由从顶部朝向下方展开的膜体构成，利用设于上述固定件的位置维持器来把握上述固定件在上述水中的三维位置，并通过自律航行将上述固定件的上述三维位置维持在目标位置，基于由CTD获得的铅垂方向的水温分布，将上述捕集膜的上述下端设定于比上述海底或者上述湖底更高且比上述原料从固体状态分离成水和气体的水深更浅的位置，并且将上述捕集膜的上述顶部设定于比上述气体与海水或者湖水混合而上述气体的气泡消失的水深更深的位置，利用上述捕集膜对从上述海底或者上述湖底释放出的气体进行捕集。根据上述特征，由于将捕集膜的下端设定为比海底(湖底)更高且比原料从固体状态分离成水和气体的水深更浅的位置，所以能够高效地捕集气体。另外，能够防止对海底(湖底)的渔业资源产生影响。附图说明图1是示出实行气体捕集方法的气体捕集装置的基本结构[fundamentalconfiguration]的说明图。图2是示出海水温度与甲烷水合物分离成水以及甲烷的水深的关系的线图。图3是上述气体捕集装置的立体图。图4是示出实行实施方式的气体捕集方法的气体捕集装置的结构的说明图。图5是示出使用了上述气体捕集装置的捕集顺序的流程图。图6是示出上述气体捕集装置的变形例的结构的说明图。具体实施方式以下，参照附图对实施方式进行说明。[基本结构]首先，在说明实施方式之前，对实行气体捕集方法的气体捕集装置的基本结构进行说明。如图1所示，气体捕集装置10具备从浮在海上的船21朝向海底(湖底)L1下沉并朝向下方展开的[flare(s)downward]捕集膜[collectingmembrane]11。即，捕集膜11由从其顶部T1朝向下方展开的膜体构成。捕集膜11的从下端至顶部T1的距离例如是100m。捕集膜11由四根线缆12支撑。在线缆12的各下端连结有固定于海底L1的配重13。即，配重13安装于捕集膜11的下端，作为将捕集膜11维持(固定)在所希望的水深的固定件[fixture]发挥功能。若以使安装于线缆12的各下端的配重13位于矩形区域的角部的方式使配重13向海底L1下沉，则由线缆12支撑的捕集膜11以顶部T1作为最上点地呈四棱锥状展开。若使四棱锥状的捕集膜11向存在有从海底L1释放出气体以及气体水合物(原料)的颗粒[grains](例如甲烷气体以及甲烷水合物的颗粒)而形成的气体羽流[gasplume(s)]PL的区域下沉，则能够利用捕集膜11来捕集从海底面释放出的气体以及气体水合物。此外，以下，作为气体水合物以甲烷水合物为例、且作为捕集的气体以甲烷气体为例进行说明。管14(例如是双重螺旋状管)的一端与捕集膜11的顶部T1(或者其附近)连接。管14的另一端与设于船21的船上单元22连接。即，由捕集膜11捕集了的甲烷气体经由管14向船上单元[shipboardunit]22供给。船上单元22具备与管14连接的气液分离机[gasliquidseparator]30、积蓄回收甲烷的蓄压罐32等设备。船上单元22从经由管14而回收了的甲烷气体和随着该甲烷气体而回收了的气液混合物提取出甲烷气体，并向下游的设备送出。例如，所提取出的甲烷气体经由管道线路向储气罐送出。捕集膜11由即使长期放置在海水中也不会伸缩、劣化、并且能够长期使用的材质制成。捕集膜11的下端远离海底L1(参照图1中的距离P1)。即，虽然配重13下沉至海底L1上，但捕集膜11的下端配置于比海底L1更高的位置(更浅的位置)。并且，捕集膜11的顶部T1配置于比甲烷气体与海水混合而气泡消失的水深更深的位置。利用该结构，能够在甲烷水合物(原料)分离成水和甲烷气体的状态下捕集该甲烷气体。另外，即使在甲烷气体与海水混合的情况下，也能够在完全混合之前捕集甲烷气体。此处，甲烷水合物(原料)分离成水和气体的水深、和甲烷气体的气泡消失的水深根据海水温度而变化。以下，参照图2对甲烷水合物分离成水和气体的水深与海水温度的关系进行说明。图2所示的图表的横轴示出海水温度(℃)，纵轴示出离海面的深度(m)。符号Q1所示的+标记示出通过计算求出的、甲烷水合物(固体)分离成水和气体的海水温度以及水深。因此，从符号Q1所示的+标记得到的(近似)曲线(Q1)是甲烷水合物稳定区域曲线[methanehydratestabilityzonecurve]。在该曲线Q1的左侧，甲烷水合物作为固体而存在。在曲线Q1的右侧，甲烷水合物分离成水和甲烷气体。因此，从曲线Q1可知，海水温度越低，作为甲烷水合物(固体)而存在的水深越浅。例如，在水深500m处，若水温超过5℃，则甲烷水合物分离成水和气体。并且，在水深300m处，若水温超过2℃，则甲烷水合物分离成水和气体。此外，图2中所示的曲线Q2示出日本海海域的典型的水温变化。从曲线Q2可知，若比水深300m浅，则水温急剧上升。即，基于对象海域(此处为日本海海域)的曲线Q2与甲烷水合物稳定区域曲线Q1的对应关系，能够求解甲烷气体消失的水深。在图2所示的例子中，可知在水深300m附近，从甲烷水合物产生甲烷气体。因此，若以使捕集膜11的下端成为比水深300m更浅的位置的方式设置捕集膜11，则能够捕集从甲烷水合物产生的甲烷气体。另外，若捕集膜11的下端的水深是更浅的位置，则甲烷气体与海水混合，从而无法高效地捕集甲烷气体。因此，优选在曲线Q1与曲线Q2的交点附近的水深配置捕集膜11的下端。接下来，对使用上述的气体捕集装置10来从自海底L1释放出的甲烷羽流PL捕集甲烷气体的顺序进行说明。首先，在确认从海底L1释放出甲烷气体的甲烷羽流PL的存在并捕集甲烷羽流PL所含有的甲烷气体的情况下，使船21向甲烷羽流PL上方的海面移动。接下来，使配重13下沉至海底，并使用在海中工作的机器人使配重13移动至所希望的位置。具体而言，以使甲烷羽流PL位于展开的捕集本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体捕集方法，对从存在于海底或者湖底的原料产生的气体进行捕集，其特征在于，向水中投下捕集膜，该捕集膜在下端连接有固定件，且由从顶部朝向下方展开的膜体构成，利用设于上述固定件的位置维持器来把握上述固定件在上述水中的三维位置，并通过自律航行将上述固定件的上述三维位置维持在目标位置，基于由CTD获得的铅垂方向的水温分布，将上述捕集膜的上述下端设定于比上述海底或者上述湖底更高且比上述原料从固体状态分离成水和气体的水深更浅的位置，并且将上述捕集膜的上述顶部设定于比上述气体与海水或者湖水混合而上述气体的气泡消失的水深更深的位置，利用上述捕集膜对从上述海底或者上述湖底释放出的气体进行捕集。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.21 JP 2016-0098151.一种气体捕集方法，对从存在于海底或者湖底的原料产生的气体进行捕集，其特征在于，向水中投下捕集膜，该捕集膜在下端连接有固定件，且由从顶部朝向下方展开的膜体构成，利用设于上述固定件的位置维持器来把握上述固定件在上述水中的三维位置，并通过自律航行将上述固定件的上述三维位置维持在目标位置，基于由CTD获得的铅垂方向的水温分布，将上述捕集膜的上述下端设定于比上述海底或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：青山千春，青山大树，
申请(专利权)人：青山千春，
类型：发明
国别省市：日本,JP