(57)【要約】  単一の熱源装置（ＧＴ）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（ＬＧ）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（ＳＴ）において、前記酸化処理装置が、低濃度メタンガスを供給する供給路（１）から並列に分岐した複数の分岐低濃度ガス供給路（１ａ）と、前記複数の分岐低濃度ガス供給路のそれぞれに設けられた触媒酸化処理器（１３）とを有する酸化処理ライン（ＯＬ）を複数設ける。
2014002818.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供給路から並列に分岐した複数の分岐低濃度ガス供給路と、前記複数の分岐低濃度ガス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酸化処理ラインを複数備えている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、
前記酸化処理ラインが、
前記供給路の最上流側から分岐する第１分岐低濃度ガス供給路上の第１触媒酸化処理器と、前記第１触媒酸化処理器に流入する前の低濃度メタンガスを前記熱源装置の熱を利用して予熱する第１予熱器と、前記第１触媒酸化処理器に流入する前の低濃度メタンガスを前記第１触媒処理器から排出された処理済みガスを加熱媒体として予熱する第１熱交換器とを有する第１酸化処理ラインと、
前記供給路における前記第１酸化処理ラインの下流側から分岐する追加酸化処理ラインであって、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、前記追加触媒酸化処理器に流入する前の低濃度メタンガスを前記熱源装置の熱または上流側の他の酸化処理ラインで酸化処理された処理済みガスの熱を利用して予熱する追加予熱器と、前記触媒酸化処理器に流入する前の低濃度メタンガスを、当該追加酸化処理ラインで酸化処理された処理済み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つの追加酸化処理ラインと、
を含む低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項３】
請求項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酸化処理ラインが、前記第１予熱器として、低濃度メタンガスを前記熱源装置から供給された熱源ガスと混合する混合器を有しており、前記少なくとも１つの追加酸化処理ラインが、前記追加予熱器として、低濃度メタンガスを前記熱源装置から供給された高温ガスと混合する混合器を有し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、前記第１酸化処理ラインおよび前記少なくとも１つの追加酸化処理ラインのそれぞれに、低濃度メタンガスの流入量を調整する低濃度ガス流量調整弁と、前記熱源ガスの流入量を調整する加熱媒体流量調整弁とが設けられている低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項５】
請求項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酸化処理ラインが、前記第１予熱器として、低濃度メタンガスを前記熱源装置から供給された熱源ガスを加熱媒体として利用する熱源ガス熱交換器を有しており、前記少なくとも１つの追加酸化処理ラインが、前記追加予熱器として、上流側の他の酸化処理ラインで酸化処理された処理済みガスを加熱媒体として利用する追加酸化処理ガス熱交換器を有している低濃度メタンガス酸化システム。
【請求項６】
請求項１から５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。
【請求項７】
請求項４に記載の低濃度メタンガス酸化システムを運転する方法であって、
当該システムの起動時に、前記追加酸化処理ラインの前記低濃度ガス流量調整弁および前記加熱媒体流量調整弁を閉じ、前記第１酸化処理ラインの前記低濃度ガス流量調整弁の開度および前記加熱媒体流量調整弁開度を、前記低濃度メタンガスの流入量が前記熱源ガスの流入量に対して小さくなるように調整し、
前記第１酸化処理ラインにおいて、前記第１触媒酸化処理器における酸化処理が開始した後、当該第１触媒酸化処理器における触媒燃焼温度の上昇に応じて前記加熱媒体流量調整弁の開度を下げるとともに前記低濃度ガス流量調整弁の開度を上げ、
前記第１酸化処理ラインの前記第１触媒酸化処理器において触媒酸化反応が定常状態に達した後に、前記第１酸化処理ラインの加熱媒体流量調整弁および低濃度ガス流量調整弁を閉じ、
前記第１酸化処理ラインの下流の追加酸化処理ラインにおいて、前記第１酸化処理ラインの前記加熱媒体流量調整弁の開度を下げるのに伴って、当該追加酸化処理ラインの前記加熱媒体流量調整弁の開度を上げて、前記第１酸化処理ラインへの前記熱源ガスの流入量の減少分を当該追加酸化処理ラインへ流入させるとともに、当該追加酸化処理ラインの前記低濃度ガス流量調整弁を開いて、前記熱源ガスの流入量よりも少量の前記低濃度メタンガスを流入させ、
前記追加酸化処理ラインが複数設けられている場合に、上流側の追加酸化処理ラインとその下流側の追加酸化処理ラインにおいて、前記第１酸化処理ラインとその下流の追加酸化処理ラインにおける前記手順を順次繰り返す
低濃度メタンガス酸化システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０１２年６月２５日出願の特願２０１２−１４１８０４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供給路から並列に分岐した複数の分岐低濃度ガス供給路と、前記複数の分岐低濃度ガス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酸化処理ラインを複数備えている。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により、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、前記酸化処理ラインが、前記供給路の最上流側から分岐する第１分岐低濃度ガス供給路上の第１触媒酸化処理器と、前記第１触媒酸化処理器に流入する前の低濃度メタンガスを前記熱源装置の熱を利用して予熱する第１予熱器と、前記第１触媒酸化処理器に流入する前の低濃度メタンガスを前記第１触媒処理器から排出された処理済みガスを加熱媒体として予熱する第１熱交換器とを有する第１酸化処理ラインと、前記供給路における前記第１酸化処理ラインの下流側から分岐する追加酸化処理ラインであって、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、前記追加触媒酸化処理器に流入する前の低濃度メタンガスを前記熱源装置の熱または上流側の他の酸化処理ラインで酸化処理された処理済みガスの熱を利用して予熱する追加予熱器と、前記触媒酸化処理器に流入する前の低濃度メタンガスを、当該追加酸化処理ラインで酸化処理された処理済み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つの追加酸化処理ラインとを含むことが好ましい。この構成によれば、熱源装置の熱を、直接または間接的に複数の酸化処理ラインの触媒酸化処理に利用するので、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酸化処理ラインが、前記予熱器として、低濃度メタンガスを前記熱源装置から供給された熱源ガスと混合する混合器を有しており、前記少なくとも１つの追加酸化処理ラインが、前記予熱器として、低濃度メタンガスを前記熱源装置から供給された高温ガスと混合する混合器を有していてもよい。この構成によれば、熱源からの熱源ガスを低濃度メタンガスに混合することにより、低濃度メタンガスを効率的に予熱できるのみならず、熱源ガスを触媒酸化処理器やその下流の熱交換器に導入することも可能となる。【００１１】
上記のように予熱器として混合器を設ける場合、前記第１酸化処理ラインおよび前記少なくとも１つの追加酸化処理ラインのそれぞれに、低濃度メタンガスの流入量を調整する低濃度ガス流量調整弁と、前記熱源ガスの流入量を調整する加熱媒体流量調整弁とが設けられていることが好ましい。この構成によれば、これら２つの調整弁を制御することにより、熱源装置の熱源ガスを利用して第１酸化処理ラインから追加酸化処理ラインを順次起動していくことが容易となる。【００１２】
本発明の一実施形態において、前記第１酸化処理ラインが、前記第１予熱器として、低濃度メタンガスを前記熱源装置から供給された熱源ガスを加熱媒体として利用する熱源ガス熱交換器を有しており、前記少なくとも１つの追加酸化処理ラインが、前記追加予熱器として、上流側の他の酸化処理ラインで酸化処理された処理済みガスを加熱媒体として利用する追加酸化処理ガス熱交換器を有していてもよい。この構成によれば、熱源ガスの供給経路を簡単な構造としながら、低濃度メタンガスを２段階で予熱することにより、システムの高効率化を図ることができる。【００１３】
上記のように低濃度ガス流量調整弁および加熱媒体流量調整弁を設けた実施形態に係る低濃度メタンガス酸化システムの運転方法は、当該システムの起動時に、前記追加酸化処理ラインの前記低濃度ガス流量調整弁および前記加熱媒体流量調整弁を閉じ、前記第１酸化処理ラインの前記低濃度ガス流量調整弁の開度および前記加熱媒体流量調整弁開度を、前記低濃度メタンガスの流入量が前記熱源ガスの流入量に対して小さくなるように調整し、
前記第１酸化処理ラインにおいて、前記触媒酸化処理器における酸化処理が開始した後、当該触媒酸化処理器における触媒燃焼温度の上昇に応じて前記加熱媒体流量調整弁の開度を下げるとともに前記低濃度ガス流量調整弁の開度を上げ、前記第１酸化処理ラインの前記触媒酸化処理器において触媒酸化反応が定常状態に達した後に、前記第１酸化処理ラインの加熱媒体流量調整弁および低濃度ガス流量調整弁を閉じ、前記第１酸化処理ラインの下流の追加酸化処理ラインにおいて、前記第１酸化処理ラインの前記加熱媒体流量調整弁の開度を下げるのに伴って、当該追加酸化処理ラインの前記加熱媒体流量調整弁の開度を上げて、前記第１酸化処理ラインへの前記熱源ガスの流入量の減少分を当該追加酸化処理ラインへ流入させるとともに、当該追加酸化処理ラインの前記低濃度ガス流量調整弁を開いて、前記熱源ガスの流入量よりも少量の前記低濃度メタンガスを流入させ、前記追加酸化処理ラインが複数設けられている場合に、上流側の追加酸化処理ラインとその下流側の追加酸化処理ラインにおいて、前記第１酸化処理ラインとその下流の追加酸化処理ラインにおける前記手順を順次繰り返す。【００１４】
この構成によれば、２つの調整弁を制御することにより、熱源装置の熱源ガスを利用して第１酸化処理ラインから追加酸化処理ラインを順次起動していくことが容易となる。【００１５】
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】
【００１６】
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】本発明の第１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】本発明の第１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３】本発明の第２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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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は本発明の第１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、単一の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を酸化処理する。
【００１８】
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。
【００１９】
低濃度メタンガス酸化処理装置ＯＤは、酸化処理対象の低濃度メタンガスＬＧを供給する低濃度ガス供給路１と、低濃度メタンガスＬＧに対して加熱媒体（熱源ガス）となるガスタービン排ガスＥＧを供給する加熱媒体供給路３と、低濃度ガス供給路１と加熱媒体供給路３との間に、これら供給路１，３に対して並列に接続された複数（図１の例では４つ）の酸化処理ラインＯＬとを備えている。低濃度ガス供給路１は、ＶＡＭ供給源ＶＳからの低濃度メタンガスＬＧをガスタービンエンジンＧＴに供給する燃料供給路５から分岐して設けられている。加熱媒体供給路３は、ガスタービンエンジンＧＴからガスタービン排ガスＥＧを外部へ排出する排ガス排出路７から分岐して設けられている。排ガス排出路７における、加熱媒体供給路３への分岐点よりも下流側には、排ガスＥＧの排出量を調整する排ガス量調整弁９が設けられている。
【００２０】
各酸化処理ラインＯＬは、ブロワ１１、触媒酸化処理器１３および酸化処理ガス熱交換器１５を備えている。触媒酸化処理器１３には、前記低濃度ガス供給路１から並列に分岐した分岐低濃度ガス供給路１ａを介して低濃度メタンガスＬＧが供給される。なお、本実施形態では、各処理ラインＯＬは、互いに同一の構成を有しているが、以下の説明では、必要に応じて、熱源装置であるガスタービンエンジンＧＴに最も近い位置（つまり、加熱媒体供給路３に対して最上流側）に配置された酸化処理ラインを第１酸化処理ラインＯＬ１と呼び、第１酸化処理ラインＯＬ１の下流側に設けられた追加の酸化処理ラインを、上流側から順に第２酸化処理ラインＯＬ２〜第４酸化処理ラインＯＬ４と呼ぶ場合がある。
【００２１】
各酸化処理ラインＯＬの構成について、より詳細に説明する。酸化処理ラインＯＬの、加熱媒体供給路３からの分岐点１９の下流の分岐加熱媒体供給路３ａには、加熱媒体開閉弁２１および加熱媒体流量制御弁２３がこの順に設けられている。加熱媒体流量調整弁２３の下流に、混合器２５および触媒酸化処理器１３がこの順で設けられ、さらに、その下流に酸化処理ガス熱交換器１５が設けられている。
【００２２】
一方、酸化処理ラインＯＬの、低濃度ガス供給路１からの分岐点２９の下流には、低濃度ガス開閉弁３１および低濃度ガス流量調整弁３３がこの順に設けられている。低濃度ガス流量調整弁３３の下流には、低濃度メタンガスＬＧを酸化処理ガス熱交換器１５へ送給するブロワ１１が設けられており、ブロワ１１の下流側が、酸化処理ガス熱交換器１５の被加熱媒体入口１５ａに接続されている。酸化処理ガス熱交換器１５の被加熱媒体出口１５ｂは、混合器２５に接続されている。また、低濃度ガス開閉弁３１と低濃度ガス流量調整弁３３との間には、メンテナンス時に酸化処理ラインＯＬを空気で冷却し、置換するためのバイパス空気弁３５が接続されている。
【００２３】
酸化処理ガス熱交換器１５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を酸化処理ガス熱交換器１５から迂回させる熱交換器迂回路３９によって接続されている。混合器２５の下流の加熱媒体入口側流路４０には、触媒酸化処理器１３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４１と、触媒酸化処理器１３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４２が設けられている。また、熱交換器迂回路３９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４３が設けられている。第２温度計測器４２の温度が所定の値を超えた場合は、迂回量制御弁４３の開度を調整して熱交換器迂回路３９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１３の入口での加熱媒体温度が低下するので、酸化触媒処理器１３内の触媒の過熱が防止される。なお、図１では省略しているが、熱交換器迂回路３９、温度計測器４１，４２および迂回量制御弁４３は、第２酸化処理ラインＯＬ２〜第４酸化処理ラインＯＬ４にも設けられている。
【００２４】
ＶＡＭ供給源ＶＳから低濃度ガス供給路１を通って酸化処理ラインＯＬに供給された低濃度メタンガスＬＧは、ブロワ１１によって酸化処理ガス熱交換器１５に送られる。酸化処理ガス熱交換器１５で予熱された低濃度メタンガスＬＧは、混合器２５内で、ガスタービンエンジンＧＴからの高温の排ガスＥＧと混合される。その際、混合器２５は、低濃度メタンガスＬＧを排ガスＥＧによってさらに予熱する予熱器としても機能する。混合器２５で混合された混合ガスＭＧは触媒酸化処理器１３において酸化処理された後、酸化処理ガス熱交換器１５で低濃度メタンガスＬＧを加熱してからシステム外部へ排出される。
【００２５】
なお、ＶＡＭ供給源ＶＳの下流側には、第１メタン濃度センサ４５が設けられている。また、低濃度メタンガス供給路１の、燃料供給路５との分岐点よりも下流側で第１酸化処理ラインＯＬ１との分岐点よりも上流側には、外部の空気を導入する吸気ダンパ４７が設けられている。第１メタン濃度センサ４５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４７を開いて空気Ａを導入し、メタン濃度を低下させる。吸気ダンパ４７から空気を導入した後のメタン濃度は、吸気ダンパ４７の下流側（吸気ダンパ４７と酸化処理ラインＯＬ１との間）に接続された第２メタン濃度センサ４９によって測定する。
【００２６】
次に、このように構成された酸化システムＳＴの運転方法について説明する。酸化システムＳＴの起動時には、ガスタービン排ガスＥＧの供給系統においては、ガスタービン排ガスＥＧの排ガス量調整弁９、第２酸化処理ラインＯＬ２〜第４酸化処理ラインＯＬ４の各加熱媒体開閉弁２１を閉じ、第１酸化処理ラインＯＬ１の加熱媒体開閉弁２１を開く。低濃度メタンガスＬＧの供給系統においては、第２酸化処理ラインＯＬ２〜第４酸化処理ラインＯＬ４の各低濃度ガス開閉弁３１を閉じ、第１酸化処理ラインＯＬ１の低濃度ガス開閉弁３１を開く。起動時においては、第１酸化処理ラインＯＬ１の加熱媒体流量調整弁２３の開度および低濃度ガス流量調整弁３３の開度を制御装置５５によってそれぞれ調整することにより、加熱媒体であるガスタービン排ガスＥＧの流量に対して、低濃度メタンガスＬＧの流量の割合を小さく設定する。この状態で、高温のガスタービン排ガスＥＧは、触媒酸化処理器１３を通過することにより触媒酸化処理器１３の触媒を加熱し、その後酸化処理ガス熱交換器１５を通過することにより低濃度メタンガスＬＧを加熱する。低濃度メタンガスＬＧは、酸化処理ガス熱交換器１５で高温のガスタービン排ガスＥＧによって加熱され、さらにその後混合器２５で高温のガスタービン排ガスＥＧと混合された後、触媒酸化処理器１３内で触媒酸化され、ガスタービン排ガスＥＧと共に外部に排出される。
【００２７】
触媒酸化処理器１３において触媒酸化反応が開始した後、触媒燃焼温度が上昇するにつれて、第１酸化処理ラインＯＬ１の加熱媒体流量調整弁２３を絞って第１酸化処理ラインＯＬ１に流入するガスタービン排ガスＥＧの量を徐々に減少させると共に、低濃度ガス流量調整弁３３の開度を上げて、低濃度メタンガスＬＧの流入量を増加させていく。触媒酸化処理器１３における触媒酸化反応が定常状態に達した後は、第１酸化処理ラインＯＬ１の加熱媒体流量調整弁２３および加熱媒体開閉弁２１を完全に閉じて、第１酸化処理ラインＯＬの独立した酸化処理状態へと移行する。
【００２８】
一方、第１酸化処理ラインＯＬ１の加熱媒体流量調整弁２３を絞って第１酸化処理ラインＯＬに流入するガスタービン排ガスＥＧの量を徐々に減少させると共に、第２酸化処理ラインＯＬ２の加熱媒体流量調整弁２３を徐々に開いて、第１酸化処理ラインＯＬ１へのガスタービン排ガスＥＧの流入量の減少分を、第２酸化処理ラインＯＬ２に流入させる。同時に第２酸化処理ラインＯＬ２の低濃度ガス流量調整弁３３も開いて、第２酸化処理ラインに少量の低濃度メタンガスＬＧを流入させ、上述の第１酸化処理ラインＯＬ１と同様の手順で第２酸化処理ラインＯＬ２における酸化処理を開始する。
【００２９】
さらに同様の手順により、第３酸化処理ラインＯＬ３，第４酸化処理ラインＯＬ４において順次酸化処理を開始していく。最終的に第１〜第４酸化処理ラインＯＬ１〜ＯＬ４すべてにおいて独立した定常酸化処理状態へ移行し、第４酸化処理ラインＯＬ４の加熱媒体流量調整弁２３を閉じた後は、ガスタービン排ガスＥＧの排ガス量調整弁９を開いて、排ガス量調整弁９からガスタービン排ガスＥＧを外部へ排出する。
【００３０】
なお、温度計測器４１、４２、メタン濃度センサ４５，４７等の計測器による計測値に基づく各種調整弁、開閉弁、吸気ダンパ等の制御は、制御装置５５によって行う。
【００３１】
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台の熱源装置の排ガスの熱を利用して複数の触媒酸化処理器１３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。
【００３２】
なお、ガスタービン排ガスＥＧの熱量が、酸化処理装置１を起動するのに不十分な場合は、第１実施形態の変形例として、図１に一点鎖線で示すように、加熱媒体供給路３における第１酸化処理ラインＯＬ１への分岐点１９より上流側に、起動時にタービン排ガスＥＧを追加で加熱する排ガス加熱バーナ６１を設けてもよい。
【００３３】
また、第１実施形態のさらなる変形例において、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２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、蒸気ボイラ等、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。
【００３４】
図３に、本発明の第２実施形態に係る酸化システムＳＴを示す。図１の第１実施形態では、熱源装置からの加熱媒体（タービン排ガスＥＧ）を、触媒酸化処理器１３に直接導入して低濃度メタンガスＬＧの予熱および触媒の加熱に利用したが、図３の第２実施形態では、ガスタービン排ガスＥＧを直接触媒酸化処理器１３に導入せず、ガスタービンエンジンＧＴの下流に設けた予熱器である排ガス熱交換器（熱源ガス熱交換器）７１を介して、第１酸化処理ラインＯＬ１を流れる低濃度メタンガスＬＧを予熱する。追加酸化処理ラインである第２〜第４酸化処理ラインＯＬ２〜ＯＬ４には、排ガス熱交換器７１を設けず、代わりに、隣接する上流側の酸化処理ラインで酸化処理された処理済みガスを利用して低濃度メタンガスＬＧを予熱する。
【００３５】
より具体的には、ガスタービンエンジンＧＴからのタービン排ガスＥＧを排出する排ガス排出路７上に、排ガス熱交換器７１が設けられており、この排ガス熱交換器７１をタービン排ガスＥＧが加熱媒体として通過する。第１酸化処理ラインＯＬ１のブロワ１１により第１酸化処理ラインＯＬ１に供給される低濃度メタンガスＬＧは、排ガス熱交換器７１を通過することによりタービン排ガスＥＧによって予熱され、その後さらに酸化処理ガス熱交換器１５において予熱される。酸化処理ガス熱交換器１５を通過した低濃度メタンガスＬＧは、触媒酸化処理器１３において酸化処理された後、酸化処理ガス熱交換器１５を通過して第１酸化処理ラインＯＬ１の低濃度メタンガスＬＧを予熱し、さらに、その後、追加酸化処理ガス熱交換器７３を通過して、隣接する下流の第２酸化処理ラインＯＬ２の低濃度メタンガスＬＧを予熱してからシステム外部へ排出される。第２〜第４酸化処理ラインＯＬ２〜４においても順次同様に酸化処理が行われる。
【００３６】
なお、本実施形態においては、触媒酸化処理器１３の上流に、ＣＭＭ供給路７４から供給されるＣＭＭを燃料として作動する予熱バーナ７５が設けられている。ガスタービンエンジンＧＴをメンテナンスなどにより停止する場合には、酸化処理装置ＯＤの起動時に、予熱バーナ７５によって低濃度メタンガスＯＬを予熱する。
【００３７】
本実施形態では、第１酸化処理ラインＯＬ１の触媒酸化処理器１３に流入する低濃度メタンガスＯＧを、排ガス熱交換器７１および酸化処理ガス熱交換器１５（第２〜第４酸化処理ラインＯＬ２〜４においては追加酸化処理ガス熱交換器７３および酸化処理ガス熱交換器１５）によって２段階で予熱するので、より低濃度のメタンガスに対しても、自立運転が可能となる。
【００３８】
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】
【００３９】
１  低濃度ガス供給路
１ａ  分岐低濃度ガス供給路
１３  触媒酸化処理器
１５  酸化処理ガス熱交換器
ＥＧ  タービン排ガス（熱源ガス）
ＧＴ  ガスタービン（熱原装置）
ＬＧ  低濃度メタンガス
ＯＤ  低濃度メタンガス酸化処理装置
ＯＬ  酸化処理ライン
ＳＴ  低濃度メタンガス酸化システム
【図１】
2014002818.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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