(57)【要約】  単一の熱源装置（ＧＴ）と、前記熱源装置の熱を利用して低濃度メタンガスを触媒酸化処理する酸化処理装置（ＯＤ）とを備える低濃度メタンガス酸化システムであって、低濃度ガス主供給路から並列に分岐した複数の分岐供給路（３）と、前記各分岐供給路に設けられた触媒酸化処理器（７）とを有する複数の単位酸化処理ユニット（５１）を備え、各単位酸化処理ユニットが、前記熱源装置からの熱源ガスの熱を利用して触媒酸化処理を行う第１触媒酸化処理器（７Ａ）と、前記第１触媒酸化処理器からの処理済ガスを加熱媒体として、下流側の分岐供給路の追加触媒酸化処理器に流入する低濃度メタンガスを予熱する第１熱交換器（５Ａ）とを有する第１単位酸化処理ユニット（５１Ａ）と、上流側の分岐供給路の第１または追加触媒酸化処理器で予熱された低濃度メタンガスを触媒酸化処理する追加触媒酸化処理器（５Ｂ）を有する追加単位酸化処理ユニット（５１Ｂ）とを含む。
2014017217.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の熱源装置と、
前記単一の熱源装置からの熱を利用して低濃度メタンガスを触媒酸化処理する酸化処理装置と、
を備える低濃度メタンガス酸化システムであって、
前記酸化処理装置が、
低濃度メタンガスを供給する低濃度ガス主供給路から並列に分岐した複数の分岐供給路と、前記複数の分岐供給路のそれぞれに設けられた触媒酸化処理器とを有する複数の単位酸化処理ユニットを備えており、
各単位酸化処理ユニットが、
前記熱源装置からの熱源ガスの熱を利用して触媒酸化処理を行う第１触媒酸化処理器と、前記第１触媒酸化処理器から排出された酸化処理済ガスを加熱媒体として、下流側の分岐供給路に設けられた追加触媒酸化処理器に流入する低濃度メタンガスを予熱する第１熱交換器とを有する第１単位酸化処理ユニットと、
上流側の分岐供給路に設けられた第１触媒酸化処理器または追加触媒酸化処理器で予熱された低濃度メタンガスを触媒酸化処理する追加触媒酸化処理器を有する少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットと、
を含む低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の低濃度メタンガス酸化システムにおいて、前記少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットのそれぞれが、当該追加単位酸化処理ユニットの追加触媒酸化処理器から排出された酸化処理済ガスを加熱媒体として、下流側の分岐供給路に設けられた他の追加触媒酸化処理器または前記第１触媒酸化処理器に流入する低濃度メタンガスを予熱する追加熱交換器を有する低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の低濃度メタンガス酸化システムにおいて、前記第１単位酸化処理ユニットおよび前記少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットが、それぞれ、各触媒酸化ユニットにおける前記触媒酸化処理器から前記熱交換器への酸化処理済ガスの通路を形成する底部ダクトを備え、この底部ダクトの側部に各触媒酸化処理器が連結されており、前記底部ダクトの上部に各熱交換器が連結されている低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項４】
請求項３に記載の低濃度メタンガス酸化システムにおいて、各触媒酸化ユニットにおける前記熱交換器が、前記底部ダクトから鉛直方向上方に向けて加熱媒体である酸化処理済ガスを通過させる加熱媒体通路を有している低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の低濃度メタンガス酸化システムにおいて、前記熱源装置が、低濃度メタンガスに含まれている可燃成分を燃料として作動する希薄燃料吸入ガスタービンである低濃度メタンガス酸化システム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０１２年７月２７日出願の特願２０１２−１６６６１６の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、例えば炭鉱で発生するＶＡＭ（Ventilation Air Methane；炭鉱通気メタン）のような低濃度メタンガスを酸化処理するシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
温室効果ガスを削減するため、炭鉱から大気中に排出されるＶＡＭのような低濃度メタンガスを酸化処理する必要がある。このような酸化処理装置として、従来、外部の熱源装置の排熱を利用した触媒燃焼によってＶＡＭを酸化処理するシステムが知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１の例では、希薄燃料ガスタービンエンジンの排熱を利用して、低濃度メタンガスを触媒反応温度に加熱した後、触媒層に低濃度メタンガスを流して燃焼させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４５３８０７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示された酸化処理システムでは、１台のガスタービンエンジンにつき１台の触媒酸化処理装置のみを組み合わせることが可能であるため、処理すべきＶＡＭの排出量が膨大な場合には、ガスタービンエンジンと触媒酸化処理装置からなる酸化処理システムを複数設置する必要が生じる。しかし、このようなシステムを複数設置することは、設置スペースやコストの点で困難な場合があり、その結果、十分なＶＡＭの処理能力を得られないという問題があった。【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記の課題を解決するために、１台の熱源装置に対して複数の触媒酸化処理器を組み合わせることにより、設置スペースの増大を抑制しながら、膨大な量の低濃度メタンガスを低コストで処理できる低濃度メタンガス酸化システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る低濃度メタンガス酸化システムは、単一の熱源装置と、前記単一の熱源装置からの熱を利用して低濃度メタンガスを触媒酸化処理する酸化処理装置とを備える低濃度メタンガス酸化システムであって、前記酸化処理装置が、低濃度メタンガスを供給する低濃度ガス主供給路から並列に分岐した複数の分岐供給路と、前記複数の分岐供給路のそれぞれに設けられた触媒酸化処理器とを有する複数の単位酸化処理ユニットを備えており、各単位酸化処理ユニットが、前記熱源装置からの熱源ガスの熱を利用して触媒酸化処理を行う第１触媒酸化処理器と、前記第１触媒酸化処理器から排出された酸化処理済ガスを加熱媒体として、下流側の分岐供給路に設けられた追加触媒酸化処理器に流入する低濃度メタンガスを予熱する第１熱交換器とを有する第１単位酸化処理ユニットと、上流側の分岐供給路に設けられた第１触媒酸化処理器または追加触媒酸化処理器で予熱された低濃度メタンガスを触媒酸化処理する追加触媒酸化処理器を有する少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットとを含む。前記熱源装置は、例えば、低濃度メタンガスに含まれている可燃成分を燃料として利用する希薄燃料吸入ガスタービンである。【０００８】
この構成によれば、１台の熱源装置に対して複数の触媒酸化処理器を組み合わせることができる。その結果、システムを設置するスペースの増大を抑制しながら、膨大な量の低濃度メタンガスを低コストで処理することが可能となる。【０００９】
本発明の一実施形態において、前記少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットのそれぞれが、当該追加単位酸化処理ユニットの追加触媒酸化処理器から排出された酸化処理済ガスを加熱媒体として、下流側の分岐供給路に設けられた他の追加触媒酸化処理器または前記第１触媒酸化処理器に流入する低濃度メタンガスを予熱する追加熱交換器を有することが好ましい。この構成によれば、各単位酸化処理ユニットにおいて、他の単位酸化処理ユニットの排熱を利用して低濃度メタンガスを予熱できるので、システム全体の効率を高めることができる。【００１０】
本発明の一実施形態において、前記第１単位酸化処理ユニットおよび前記少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットが、それぞれ、各触媒酸化ユニットにおける前記触媒酸化処理器から前記熱交換器への酸化処理済ガスの通路を形成する底部ダクトを備え、この底部ダクトの側部に各触媒酸化処理器が連結されており、前記底部ダクトの上部に各熱交換器が連結されていることが好ましい。この構成によれば、複数の単位酸化処理ユニットを順次同一方向に連結することにより、当該システムを簡単に、かつコンパクトに構成することが可能となる。さらには、要求される低濃度メタンガスの処理量に応じた触媒酸化処理能力の増減が容易となる。【００１１】
本発明の一実施形態において、各触媒酸化ユニットにおける前記熱交換器が、前記底部ダクトから鉛直方向上方に向けて加熱媒体である酸化処理済ガスを通過させる加熱媒体通路を有していることが好ましい。この構成によれば、当該システムを設置する空間の一層の省スペース化を図ることができる。【００１２】
請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
この発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、この発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。この発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
【図１】本発明の一実施形態に係る低濃度メタンガス酸化システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図１の低濃度メタンガス酸化システムの構造を示す平面図である。
【図３】図２の要部を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図である。
【図４】図１の実施形態の変形例に係る低濃度メタンガス酸化システムの概略構成を示すブロック図である。
【図５】図１の実施形態のさらなる変形例に係る低濃度メタンガス酸化システムの概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる低濃度メタンガス酸化システム（以下、単に「酸化システム」と呼ぶ。）ＳＴを示す概略構成図である。この酸化システムＳＴは、熱源装置であるガスタービンエンジンＧＴの排熱を利用して、低濃度メタンガス酸化処理装置ＯＤによって炭鉱から排出されるＶＡＭのような低濃度メタンガスＬＧを酸化処理する。
【００１５】
本実施形態では、ガスタービンエンジンＧＴとして、希薄燃料吸入ガスタービンを利用している。希薄燃料吸入ガスタービンは、酸化処理システムＳＴの酸化処理対象である低濃度メタンガスＬＧに含まれている可燃成分を燃料として利用する。ガスタービンエンジンＧＴで用いる低濃度メタンガスＬＧとして、例えば、炭鉱で発生するＶＡＭを利用する。メタンガス酸化処理装置ＯＤおよびガスタービンエンジンＧＴには、共通のＶＡＭ供給源ＶＳから低濃度メタンガスＬＧであるＶＡＭが供給される。なお、本実施形態のガスタービンエンジンＧＴは、ＶＡＭに加えて、ＶＡＭよりもメタン濃度の高い低濃度メタンガスであるＣＭＭ（Coal Mine Methane；炭鉱メタン）も燃料として使用している。
【００１６】
低濃度メタンガス酸化処理装置ＯＤにおいて、酸化処理対象である低濃度メタンガスＬＧは、低濃度メタンガス供給源（ＶＡＭ供給源）ＶＳから、低濃度ガス主供給路１および低濃度ガス主供給路１から並列に分岐した複数（図示の例では４つ）の低濃度ガス分岐供給路３を通過した後、各低濃度ガス分岐供給路３上に１つずつ設けられた熱交換器５で予熱され、その後、熱交換器５の下流に設けられた触媒酸化処理器７によって触媒酸化処理される。各熱交換器５は、ガスタービンエンジンＧＴから加熱媒体供給路９を介して供給されたタービン排ガスＥＧまたは隣接する上流側の触媒酸化処理器７から排出された高温の酸化処理済ガスＯＧを加熱媒体として利用する。酸化処理済ガスＯＧは、加熱媒体として熱交換器５を通過した後に外部へ排出される。
【００１７】
本実施形態では、複数の触媒酸化処理器７のうちの１つの触媒酸化処理器７のみが、熱源装置であるガスタービンエンジンＧＴからの熱源ガスである高温のタービン排ガスＥＧの熱を直接利用する。図示の例では、ガスタービンエンジンＧＴからのタービン排ガスＥＧが、触媒酸化処理器７に加熱媒体として流入する。以下の説明においては、必要に応じて、複数の触媒酸化処理器７のうち、ガスタービンエンジンＧＴのタービン排ガスＥＧが直接導入される触媒酸化処理器７を第１触媒酸化処理器７Ａと呼ぶ。また、この第１触媒酸化処理器７Ａから排出される酸化処理済ガスＯＧを加熱媒体として利用する隣接する熱交換器５を第１熱交換器５Ａと呼び、第１熱交換器５Ａに被加熱媒体としての低濃度メタンガスＬＧを供給する低濃度ガス分岐供給路３を第１低濃度ガス分岐供給路３Ａと呼ぶ。さらに、第１熱交換器５Ａで予熱された低濃度メタンガスＬＧを酸化処理する追加の触媒酸化処理器７（つまり、低濃度ガス主供給路１に対して、第１低濃度ガス分岐供給路３Ａの下流側から分岐する第２低濃度ガス分岐供給路３Ｂ上に設けられた触媒酸化処理器７）を第２触媒酸化処理器７Ｂと呼び、以下同様に第３，４触媒酸化処理器７Ｃ，７Ｄ、第２〜４熱交換器５Ｂ〜５Ｄ、第２〜第４低濃度ガス分岐供給路３Ｂ〜３Ｄと呼ぶ場合がある。本実施形態では、第４熱交換器５Ｄで加熱された低濃度メタンガスＬＧは、加熱媒体供給路９上に設けられた混合器１１でタービン排ガスＥＧと混合された後に、第１触媒酸化処理器７Ａで酸化処理され、第１熱交換器５Ａを加熱媒体として通過した後に外部へ排出される。
【００１８】
このように、各触媒酸化処理器７で処理される低濃度メタンガスＬＧを、ガスタービンエンジンＧＴまたは他の触媒酸化処理器７の排熱を利用して予熱することにより、システム全体の効率を高めることができる。
【００１９】
加熱媒体供給路９は、ガスタービンエンジンＧＴからタービン排ガスＥＧを外部へ排出する排ガス排出路１３から分岐して設けられている。加熱媒体供給路９上における混合器１１の下流には、予熱バーナ１５が設けられている。予熱バーナ１５は、酸化処理システムＳＴの起動時に、第１熱交換器５Ａに供給するガスを予熱するために使用されるが、タービン排ガスＥＧと第４熱交換器５Ｄからの低濃度メタンガスＬＧとの混合気の温度が所定の値を超えた後は、予熱バーナ１５による予熱を停止する。図示の例では、予熱バーナ１５の燃料としてＣＭＭを利用している。また、排ガス排出路１３における、加熱媒体供給路９への分岐点よりも下流側には、排ガスの排出量を調整する排ガス量調整弁１７が設けられている。
【００２０】
低濃度ガス主供給路１から各分岐供給路３への分岐点の下流には、低濃度メタンガスＬＧの導入の開始および停止、流量調整を行うための低濃度ガス開閉弁２１および低濃度ガス流量調整弁２３がこの順に設けられている。また、低濃度ガス流量調整弁２３の下流には、低濃度メタンガスＬＧを熱交換器５へ送給するブロワ２５が設けられており、ブロワ２５の下流側が、熱交換器５の被加熱媒体入口５ａに接続されている。
【００２１】
熱交換器５の被加熱媒体である低濃度メタンガスＬＧの入口側流路と出口側流路は、低濃度メタンガスＬＧを熱交換器５から迂回させる熱交換器迂回路２９によって接続されている。加熱媒体入口側流路には、触媒酸化処理器７に流入する加熱媒体の温度を計測する第１の温度計測器３１と、触媒酸化処理器７から流出した加熱媒体の温度を計測する第２の温度計測器３３が設けられている。また、熱交換器迂回路２９の中途には、迂回した低濃度メタンガスＬＧの流量を制御する迂回量制御弁３５が設けられている。第２温度計測器３３の温度が所定の値を超えた場合は、迂回量制御弁３５の開度を調整して熱交換器迂回路２９を流れる低濃度メタンガスＬＧの流量を増加させる。これにより、触媒酸化処理器７の入口での加熱媒体温度が低下するので、触媒酸化処理器７内の触媒の過熱が防止される。
【００２２】
なお、低濃度ガス主供給路１におけるＶＡＭ供給源ＶＳの下流には、第１メタン濃度センサ３７が設けられている。また、各分岐供給路３における低濃度ガス流量調整弁２３の下流には、外部の空気を導入する吸気ダンパ３９が設けられているとともに、ＶＡＭよりも高濃度の低濃度メタンガスであるＣＭＭを供給するＣＭＭ供給路４１が接続されている。第１メタン濃度センサ３７によって計測した低濃度メタンガスＬＧのメタン濃度が所定の値を超えた場合は、吸気ダンパ３９を開いて分岐供給路３に空気を導入し、メタン濃度を低下させる。一方、第１メタン濃度センサ３７によって計測した低濃度メタンガスＬＧのメタン濃度が所定の値を下回った場合は、ＣＭＭ供給路４１からＣＭＭを分岐供給路３に導入し、メタン濃度を上昇させる。このように濃度調整した後のメタン濃度は、ブロワ２５の下流に接続された第２メタン濃度センサ４３によって測定する。温度計測器３１、３３、メタン濃度センサ３７，４３等の計測器による計測値に基づく各種調整弁、開閉弁等の制御は、制御装置４５によって行う。
【００２３】
次に、酸化システムＳＴの構造について説明する。図２に示すように、酸化システムＳＴは、１つの触媒酸化処理器７と１つの熱交換器５とからなる単位酸化処理ユニット５１を複数（本実施形態では４つ）一列に並べて接続してなる酸化処理装置本体５３に、ブロワ２５、混合器１１、ガスタービンエンジンＧＴ等の周辺機器を接続することにより構成されている。各単位酸化処理ユニット５１は、ガスタービンエンジンＧＴに近い位置に配置されているものから順に、第１触媒酸化処理器７Ａおよび第１熱交換器５Ａ，第２触媒酸化処理器７Ｂおよび第２熱交換器５Ｂ，第３触媒酸化処理器７Ｃおよび第３熱交換器５Ｃ，第４触媒酸化処理器７Ｄおよび第４熱交換器５Ｄを備えている。以下の説明では、ガスタービンエンジンＧＴに最も近い位置に配置されている、第１触媒酸化処理器７Ａおよび第１熱交換器５Ａを備える単位酸化処理ユニット５１を第１単位酸化処理ユニット５１Ａと呼び、それ以外の追加の単位酸化処理ユニットを、第１単位酸化処理ユニット５１Ａに隣接するものから順次第２単位酸化処理ユニット５１Ｂ〜第４単位酸化処理ユニット５１Ｄと呼ぶ場合がある。
【００２４】
酸化処理装置本体５３の構造を、図３を参照しながら詳細に説明する。酸化処理装置本体５３を形成する各単位酸化処理ユニット５１は、図３（ｂ）に示すように、触媒酸化処理器７から熱交換器５への酸化処理済ガス通路を形成する底部ダクト５５と、底部ダクト５５の側部に連結されかつ支持された触媒酸化処理器７と、底部ダクト５５の上部に連結されかつ支持された熱交換器５とから構成されている。触媒酸化処理器７は、より具体的には、底部ダクト５５の、酸化処理装置本体５３における単位酸化処理ユニット５１の並び方向の一方の側部に取り付けられている。なお、以下の説明では、酸化処理装置本体５３における単位酸化処理ユニット５１の並び方向の、触媒酸化処理器が取り付けられている一方を「前方」と呼び、その反対側の他方を「後方」と呼ぶ。
【００２５】
熱交換器５は、底部ダクト５５側から鉛直方向上方に向けて加熱媒体である酸化処理済ガスＯＧを通過させる加熱媒体通路５ｃを有している。第１〜第３単位酸化処理ユニット５１Ａ〜５１Ｃにおいて、熱交換器５の被加熱媒体通路５ｄは、加熱媒体通路５ｃの上部後方に導入口５ｄａを有し、下部後方に導出口５ｄｂを有しており、導入口５ｄａから導出口５ｄｂへ、加熱媒体通路５ｃ内を前後方向に複数回（図示の例では４回）横切るように、つづら折り状に形成されている。加熱媒体である酸化処理済ガスＯＧは、加熱媒体通路５ｃ内を通過することにより上記のように形成された被加熱媒体通路５ｄを介して低濃度メタンガスＬＧを加熱した後、熱交換器５の上端部の排出口５７から外部へ排出される。
【００２６】
熱交換器５の被加熱媒体通路５ｄの導出口５ｄｂは、被加熱媒体出口通路を形成する連結ダクト５９によって、後方の斜め下方に位置する、隣接する単位酸化処理ユニット５１の触媒酸化処理器７に接続されている。このように、前後に並ぶ複数の単位酸化処理ユニット５１は、前方の単位酸化処理ユニット５１の被加熱媒体通路導出口５ｄｂと後方の触媒酸化処理器７とを連結ダクト５９によって順次接続することにより連結されている。
【００２７】
もっとも、最後方に位置する第４単位酸化処理ユニット５１Ｄは、他の単位酸化処理ユニット５１Ａ〜５１Ｃと熱交換器５の構造が異なる。第４単位酸化処理ユニット５１Ｄでは、被加熱媒体通路５ｄが、熱交換器５の上部に、前後方向および鉛直方向に直交する方向に設けられている。第４熱交換器５Ｄで加熱された低濃度メタンガスＬＧは、図示しないガス通路を通って、図２に示す前方の混合器１１に送られる。
【００２８】
以上のように、本実施形態に係る低濃度メタンガス酸化システムＳＴによれば、１台の熱源装置の熱を利用して複数の触媒酸化処理器７を起動することができるので、膨大な量の低濃度メタンガスを低コストで処理することが可能となる。また、このようにシステムの処理能力を大幅に向上させながらも、システム全体の設置スペースの増大を抑制できる。
【００２９】
特に、各低濃度ガス分岐供給路３から供給される低濃度メタンガスＬＧを被加熱媒体とし、その隣接する低濃度ガス分岐供給路３から供給された低濃度メタンガスＬＧを酸化処理した後の高温の酸化処理済ガスＯＧを加熱媒体として、順次熱交換器５で予熱を行うので、酸化処理装置本体５３を、触媒酸化処理器７、底部ダクト５５および熱交換器５からなる単位酸化処理ユニット５１を順次同一方向に連結してなる簡単かつ小型の構造とすることができる。これにより、酸化システムＳＴを設置する空間の省スペース化が図れるとともに、要求される低濃度メタンガスＬＧの処理量に対応した酸化システムＳＴの処理能力（すなわち追加単位酸化処理ユニット５１の設置数）の増減が容易となる。
【００３０】
また、本実施形態の変形例において、熱源装置であるガスタービンエンジンＧＴとして、ＶＡＭを作動ガスとする希薄燃料吸入ガスタービンの代わりに、図４に示すように、ＶＡＭ供給源ＶＳから燃料供給を受けず、外部から燃料供給を受けて、空気を作動ガスとして利用する通常のガスタービンエンジンを使用してもよい。また、熱源装置としては、ガスタービンエンジンＧＴに限らず、ボイラ等、ＶＡＭを利用せずに高温ガスを供給することが可能などのような装置を使用してもよい。
【００３１】
本実施形態のさらなる変形例を図５に示す。図１の実施形態では、第１触媒酸化処理器７Ａで酸化処理する低濃度メタンガスＬＧを、第４触媒酸化処理器７Ｄで酸化処理された酸化処理済ガスＯＧの熱を利用して予熱する第４熱交換器５Ｄを設けたが、図５の例では、第４熱交換器５Ｄを省略して、第１触媒酸化処理器７Ａで酸化処理する低濃度メタンガスＬＧを直接混合器１１に導入し、タービン排ガスＥＧと混合する。
【００３２】
なお、上記の各実施形態においては、熱源装置であるガスタービンエンジンＧＴからのタービン排ガスＥＧを、低濃度メタンガスＬＧとともに触媒燃焼器７に導入することにより、タービン排ガスＥＧの熱を酸化処理に利用したが、例えば、第１触媒燃焼器７Ａに導入する低濃度メタンガスＬＧを、追加で設けた熱交換器を介してタービン排ガスＥＧによって予熱することにより、タービン排ガスＥＧの熱を酸化処理に利用してもよい。
【００３３】
以上のとおり、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態を説明したが、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００３４】
１  低濃度ガス主供給路
３  低濃度ガス分岐供給路（分岐供給路）
５  熱交換器
７  触媒酸化処理器
５１  単位酸化処理ユニット
ＥＧ  タービン排ガス
ＧＴ  ガスタービンエンジン（熱原装置）
ＬＧ  低濃度メタンガス
ＯＧ  酸化処理済ガス
ＳＴ  低濃度メタンガス酸化システム
【図１】
2014017217.tif 000003
【図２】
2014017217.tif 000004
【図３】
2014017217.tif 000005
【図４】
2014017217.tif 000006
【図５】
2014017217.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成27年1月26日(2015.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の熱源装置と、
前記単一の熱源装置からの熱を利用して低濃度メタンガスを触媒酸化処理する酸化処理装置と、
を備える低濃度メタンガス酸化システムであって、
前記酸化処理装置が、
低濃度メタンガスを供給する低濃度ガス主供給路から並列に分岐した複数の分岐供給路と、前記複数の分岐供給路のそれぞれに設けられた触媒酸化処理器を有する複数の単位酸化処理ユニットを備えており、
各単位酸化処理ユニットが、
前記熱源装置からの熱源ガスの熱を利用して触媒酸化処理を行う第１触媒酸化処理器と、前記第１触媒酸化処理器から排出された酸化処理済ガスを加熱媒体として、下流側の分岐供給路に設けられた追加触媒酸化処理器に流入する低濃度メタンガスを予熱する第１熱交換器とを有する第１単位酸化処理ユニットと、
上流側の分岐供給路に設けられた第１触媒酸化処理器または追加触媒酸化処理器で予熱された低濃度メタンガスを触媒酸化処理する追加触媒酸化処理器と、当該追加触媒酸化処理器から排出された酸化処理済ガスを加熱媒体として利用する追加熱交換器とを有する少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットと、
を含む低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項２】
請求項１に記載の低濃度メタンガス酸化システムにおいて、前記少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットのそれぞれが、当該追加単位酸化処理ユニットの追加触媒酸化処理器から排出された酸化処理済ガスを加熱媒体として、下流側の分岐供給路に設けられた他の追加触媒酸化処理器または前記第１触媒酸化処理器に流入する低濃度メタンガスを予熱する追加熱交換器を有する低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項３】
請求項１または２に記載の低濃度メタンガス酸化システムにおいて、前記第１単位酸化処理ユニットおよび前記少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットが、それぞれ、各単位酸化処理ユニットにおける前記触媒酸化処理器から前記熱交換器への酸化処理済ガスの通路を形成する底部ダクトを備え、この底部ダクトの側部に各触媒酸化処理器が連結されており、前記底部ダクトの上部に各熱交換器が連結されている低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項４】
請求項３に記載の低濃度メタンガス酸化システムにおいて、各単位酸化処理ユニットにおける前記熱交換器が、前記底部ダクトから鉛直方向上方に向けて加熱媒体である酸化処理済ガスを通過させる加熱媒体通路を有している低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の低濃度メタンガス酸化システムにおいて、前記熱源装置が、低濃度メタンガスに含まれている可燃成分を燃料として作動する希薄燃料吸入ガスタービンである低濃度メタンガス酸化システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る低濃度メタンガス酸化システムは、単一の熱源装置と、前記単一の熱源装置からの熱を利用して低濃度メタンガスを触媒酸化処理する酸化処理装置とを備える低濃度メタンガス酸化システムであって、前記酸化処理装置が、低濃度メタンガスを供給する低濃度ガス主供給路から並列に分岐した複数の分岐供給路と、前記複数の分岐供給路のそれぞれに設けられた触媒酸化処理器を有する複数の単位酸化処理ユニットを備えており、各単位酸化処理ユニットが、前記熱源装置からの熱源ガスの熱を利用して触媒酸化処理を行う第１触媒酸化処理器と、前記第１触媒酸化処理器から排出された酸化処理済ガスを加熱媒体として、下流側の分岐供給路に設けられた追加触媒酸化処理器に流入する低濃度メタンガスを予熱する第１熱交換器とを有する第１単位酸化処理ユニットと、上流側の分岐供給路に設けられた第１触媒酸化処理器または追加触媒酸化処理器で予熱された低濃度メタンガスを触媒酸化処理する追加触媒酸化処理器と、当該追加触媒酸化処理器から排出された酸化処理済ガスを加熱媒体として利用する追加熱交換器とを有する少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットとを含む。前記熱源装置は、例えば、低濃度メタンガスに含まれている可燃成分を燃料として利用する希薄燃料吸入ガスタービンである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の一実施形態において、前記第１単位酸化処理ユニットおよび前記少なくとも１つの追加単位酸化処理ユニットが、それぞれ、各単位酸化処理ユニットにおける前記触媒酸化処理器から前記熱交換器への酸化処理済ガスの通路を形成する底部ダクトを備え、この底部ダクトの側部に各触媒酸化処理器が連結されており、前記底部ダクトの上部に各熱交換器が連結されていることが好ましい。この構成によれば、複数の単位酸化処理ユニットを順次同一方向に連結することにより、当該システムを簡単に、かつコンパクトに構成することが可能となる。さらには、要求される低濃度メタンガスの処理量に応じた触媒酸化処理能力の増減が容易となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の一実施形態において、各単位酸化処理ユニットにおける前記熱交換器が、前記底部ダクトから鉛直方向上方に向けて加熱媒体である酸化処理済ガスを通過させる加熱媒体通路を有していることが好ましい。この構成によれば、当該システムを設置する空間の一層の省スペース化を図ることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
なお、上記の各実施形態においては、熱源装置であるガスタービンエンジンＧＴからのタービン排ガスＥＧを、低濃度メタンガスＬＧとともに触媒酸化処理器７に導入することにより、タービン排ガスＥＧの熱を酸化処理に利用したが、例えば、第１触媒酸化処理器７Ａに導入する低濃度メタンガスＬＧを、追加で設けた熱交換器を介してタービン排ガスＥＧによって予熱することにより、タービン排ガスＥＧの熱を酸化処理に利用してもよい。
【国際調査報告】
2014017217.tif 000008
2014017217.tif 000009
2014017217.tif 000010
2014017217.tif 000011