本発明の実施形態について図面に基づいて� ��明する。本実施形態では、本発明に係る可� ��性ガス処理システム及び可燃性ガス処理方� ��を、メタン(可燃性ガスの一例)を含む原料� �スである炭鉱ガスCMM(Coal Mine Methane)(原料ガ� ��の一例)から、自動車用燃料等として利用価 値が高い圧縮天然ガスCNG(Compressed Natural Gas)( 圧縮可燃性ガスの一例)を製造するCNG製造シ� �テム(以下、「本システム」と呼ぶ。)100に適 用した場合を例として説明する。
 尚、図1は、本システム100の概略構成(a)及び 各過程で生成されるガスの各成分濃度のシミ ュレーション結果(b)を示す図、図2は、本シ� �テム100に設けられた触媒燃焼装置4の概略構� ��図、図3は、本システム100に設けられた脱湿 装置5の概略構成図、図4は、濃縮装置10の各� �理状態(a)(b)を示す概略構成図である。

 図1(a)(b)に示すように、炭鉱CMには、メタ� ��を30%程度含むと共に酸素を20%程度含む炭鉱� ��スCMM(原料ガスの一例)が溜まっている場合� �ある。そして、このような炭鉱ガスCMMは換� �装置1により炭鉱CMから取り出され濃縮装置10 に供給される。

 上記濃縮装置10は、詳細については後述す� �が、炭鉱ガスCMMに含まれるメタンを濃縮し� �、メタンを主成分とすると共に酸素を含む� �素含有メタンガスG2(酸素含有可燃性ガスの� �例)を生成するように構成されている。
 この酸素含有メタンガスG2は、図1(b)に示す� ��うに、メタンを80%程度含むと共に、圧縮天� ��ガスCNGの生成過程での圧縮を安全に行える� ��限酸素濃度以上の酸素、即ち4%の酸素を含� �ガスとなっている。

 そこで、本システム100は、図1(a)に示すよ うに、このような酸素含有メタンガスG2から� ��素を後述する酸化触媒44での部分燃焼によ� �極めて低濃度に除去して、メタンを主成分� �し圧縮機6により圧縮されて圧縮天然ガスCNG� ��なる被圧縮メタンガスG3、G4(被圧縮可燃性� �スの一例)を生成するメタンガス処理システ� ��(可燃性ガス処理システムの一例)として構� �されている。

 具体的には、本システム100には、上記酸素� ��有メタンガスG2が供給され、当該酸素含有� �タンガスG2を酸化触媒44に接触させて部分燃� ��させ、当該部分燃焼後のガスを上記被圧縮� ��タンガスである脱酸素メタンガスG3として� �成する触媒燃焼装置4(触媒燃焼手段の一例)� �設けられている。
 この触媒燃焼装置4は、図2に示すように、� �記酸素含有メタンガスG2が流入する流入部41� ��ら、上記脱酸素メタンガスG3が流出する流� �部42に渡って、ガス流路43がケーシング内に� ��成されており、そのガス流路43に、酸化触� �44が通気性を有する状態で充填されている。
 この酸化触媒44は、メタンの酸化反応を促� �し得る公知のものを利用できるが、例えば� �高比表面積を有するハニカム状の担体層に� �パラジウム若しくは白金系触媒、又はそれ� �主成分として、銀、金、白金、パラジウム� �ルテニウム、イリジウム又はロジウムから� �択される一つ又はそれ以上の補助触媒を包� �する触媒を塗布して焼成したものを利用す� �ことができる。
 更に、当該酸化触媒44を加熱する電気ヒー� �45が設けられており、これにより酸化触媒44� ��よるメタンの酸化反応が一層促進されてい� ��。

 そして、上記のような触媒燃焼装置4におい て、酸素含有メタンガスG2が酸化触媒44に接� �することで、同酸素含有メタンガスG2に多く 含まれるメタンのごく一部が、同酸素含有メ タンガスG2に含まれる僅かな酸素を利用して� ��焼する所謂部分燃焼が行われることになる� ��尚、この酸化触媒44での燃焼温度は火炎が� �成される場合に比べ低いものとなる。
 よって、酸化触媒44に接触して部分燃焼し� �後のガスについては、図1(b)に示すように、� ��どの酸素が部分燃焼により消費されるので� ��酸素濃度が0%程度と上限酸素濃度(4%)未満に� ��下した脱酸素メタンガスG3となる。
 また、この脱酸素メタンガスG3では、上記� �分燃焼により消費されたものを除いたメタ� �が78%程度と高濃度に残存しているガスとな� �。
 よって、当該脱酸素メタンガスG3について� �、圧縮機6において安全に圧縮して圧縮天然� ��スCNGとすることができる。

 更に、上記のように生成された脱酸素メタ� ��ガスG3は、そのまま圧縮機6で圧縮して圧縮� ��然ガスCNGとしても構わないが、この脱酸素� ��タンガスG3には、上記触媒燃焼装置4におけ� ��部分燃焼により生成された水分が含まれて� ��るので、この水分を適宜除去した後に圧縮� ��6に供給することが望ましい。
 そこで、本システム100には、この脱酸素メ� ��ンガスG3に含まれる水分を除去して乾燥メ� �ンガスG4を生成する除湿装置5が設けられて� �る。
 この除湿装置5は、図3に示すように、上記� �酸素メタンガスG3が流入する流入部51から、� ��記乾燥メタンガスG4が流出する流出部52に渡 って、ガス流路53がケーシング内に上向きに� ��成されており、そのガス流路53に、外部か� �供給された冷却水Cとの熱交換により上記脱� ��素メタンガスG3を冷却する熱交換器54が設け られている。
 よって、上記熱交換器54において上記脱酸� �メタンガスG3が冷却されることで、当該脱酸 素メタンガスG3に含まれる水分が凝縮除去さ� ��て、乾燥した乾燥メタンガスG4が生成され� �流出部52から取り出されることになる。
 また、この熱交換器54で生成された凝縮水W� ��、落下してドレン弁55を通じて外部に排出� �れる。

 以上のように、炭鉱ガスCMMに対して、上記� ��縮装置10でメタンの濃縮を行い、上記触媒� �焼装置4で含有酸素を利用した部分燃焼を行� ��、上記除湿装置5で除湿を行った後に生成さ れた上記乾燥メタンガスG4は、図1(b)に示すよ うに、メタンを81%程度と高濃度に含むと共に 、酸素が0%程度及び二酸化炭素が2.1%程度、上 限酸素濃度(4%)未満と極めて低濃度となった� �燥ガスとなる。
 そして、圧縮機6では、この乾燥メタンガス G4を安全に高圧(例えば20.3MPa(200atm)程度)に圧� �することができ、高品質の圧縮天然ガスCNG� �生成することができる。

 上記濃縮装置10の構成としては、公知のあ� �ゆる構成を採用しても構わないが、安全性� �効率との向上を図るべく、後述する吸着式� �縮装置を採用することができる。以下、そ� �濃縮装置10の詳細構成について説明を加える 。
 この濃縮装置10は、図1(a)に示すように、互� ��に直列に配置された第一濃縮装置2及び第二 濃縮装置3とからなり、一旦上記第一濃縮装� �2により炭鉱ガスCMMに含まれるメタンを55%程� ��に濃縮して第一濃縮メタンガスG1(図1(b)参照 )を生成した後に、上記第二濃縮装置3により� ��該第一濃縮メタンガスG1に含まれるメタン� �80%程度に濃縮した上述した酸素含有メタン� �スG2を生成するように構成されている。

 この第一濃縮装置2及び第二濃縮装置3は、� �れも同様の構成の濃縮装置を利用すること� �でき、以下に、その構成について図4に基づ� ��て説明する。尚、図4及び以下の説明におい て、第一濃縮装置2の構成の符号に対して第� �濃縮装置3は括弧書きで表す。
 この濃縮装置2(又は3)は、メタンを優先的に 吸着する吸着材16を内部に充填した吸着塔11� �備え、後述する開閉弁12,13,14やブロア18及び� ��引ポンプ19の配置やそれを制御するための� �示しない制御装置等により、各種開閉弁等� �、その吸着塔11の内部に例えば大気圧程度で 炭鉱ガスCMM(又は第一濃縮メタンガスG1)を通� �させる吸着処理と、その吸着塔11の内部から 吸着処理時よりも低い圧力で第一濃縮メタン ガスG1(酸素含有メタンガスG2)を払い出す脱着 処理とを交互に実行するように構成されてい る。

 尚、本実施形態で説明する濃縮装置2(又� �3)は、何れも同様の構成を有する2つの吸着� �11(第1吸着塔11a,第2吸着塔11b)を並設してなり� ��詳細については後述するが、一方の吸着塔1 1において上記吸着処理を実行している間は� �方の吸着塔11において脱着処理を実行する形 態で、上記2つの吸着塔において上記吸着処� �及び上記脱着処理を交互に実行するように� �成されている。

 このような吸着塔11の内部に充填する吸着� �16としては、メタンを優先的に吸着できるメ タン吸着材であれば特に制限されないが、例 えば、MP法による平均細孔直径が4.5~15Åで、� ��つ大気圧および298K下におけるメタン吸着量 が20Ncc/g以上である活性炭、ゼオライト、シ� �カゲルおよび有機金属錯体(フマル酸銅、テ� ��フタル酸銅、シクロヘキサンジカルボン酸� ��など)からなる群から選択される少なくとも 一つであるメタン吸着材を用いることが望ま しい。尚、上記平均細孔直径として好ましく は、4.5~10Å、より好ましくは、5~9.5Åがよく� ��また、上記メタン吸着量が好ましくは、25Nc c/g以上がよい。例えば、このような活性炭は 、椰子殻又は椰子殻炭を窒素ガス中において 600℃で完全に炭化した炭化物を粒径1~3mmの大� ��さに破砕したものを炭素質材料とし、内径5 0mmのバッチ式流動賦活炉を用いて、水蒸気10~ 15Vol%、二酸化炭素15~20Vol%及び残余が窒素であ る雰囲気下において、860℃で賦活することに より得られる。
 このように、吸着材16として、大気圧及び29 8K下においてメタンを優先的に吸着できるメ� ��ン吸着材を用いることで、当該吸着材16に� �気圧及び298K下でも充分にメタンを吸着させ� ��ことができる。

 すなわち、吸着材16における大気圧および29 8K下におけるメタン吸着量が20Ncc/gより低いと 、低圧(特に大気圧程度)でのメタン吸着性能� ��低下して、濃縮後の第一濃縮メタンガスG1(� ��素含有メタンガスG2)のメタン濃度が低下す� ��とともに、吸着性能を維持するには、吸着� ��16の増量が必要となり装置が大型化する。� �お、上記メタン吸着量の上限は特に制限さ� �ないが、現状で得られるメタン吸着材のメ� �ン吸着量は40Ncc/g以下程度である。
 また、吸着材16におけるMP法による平均細孔 直径が4.5Åより小さいと、酸素ガス、窒素ガ スの吸着量が増え、濃縮後における第一濃縮 メタンガスG1(酸素含有メタンガスG2)のメタン 濃度が低下したり、平均細孔直径がメタン分 子径に近くなり吸着速度が遅くなってメタン 吸着性能が低下したり、吸着しなくなる。一 方、吸着材16におけるMP法による平均細孔直� �が15Åより大きいと、低圧(特に大気圧程度)� ��のメタン吸着性能が低下して、濃縮後の第� ��濃縮メタンガスG1(酸素含有メタンガスG2)の� ��タン濃度が低下すると共に、吸着性能を維� ��するには、吸着材16の増量が必要となり装� �が大型化する。

 更に、上記吸着材16としては、HK法による 平均細孔直径の10Å以下の細孔容積が、全細� ��容積の50%以上、好ましくは70%以上、より好� ��しくは80%以上のものを利用することが望ま� ��い。この場合、メタンを優先的に吸着する� ��とができる平均細孔直径が10Å以下である� �孔容積が全細孔容積の50%以上を占めている� �め、大気圧下(0.1MPa程度)におけるメタンの吸 着可能量を増大させて、大気圧下であっても 充分にメタンを吸着することができる。

 一方、上記吸着材16としては、77K下での� �素吸着量において、HK法による10Åの平均細� ��直径に対応する相対圧力比0.013下での窒素� �着量が、全細孔容積に対応する相対圧力比0. 99下での窒素吸着量の50%以上、好ましくは70%� ��上、より好ましくは80%以上のものを利用す� ��ことが望ましい。この場合、相対圧力比0.99 における吸着量は全細孔容積を、相対圧力比 0.013における吸着量は10Å以下の細孔容積を� �し、それぞれの値の比は上記と同じように10 Å以下の細孔の割合が多いことを示している 。その結果として、メタンと空気とが混合さ れた炭鉱ガスCMM(又は第一濃縮メタンガスG1)� �濃縮する場合も、大気圧付近でのメタンの� �縮を容易にかつ、効率よく行うことができ� �。

 この濃縮装置2(又は3)は、配管8からブロア18 を介して炭鉱ガスCMM(又は第一濃縮メタンガ� �G1)を取り込み、また、吸引ポンプ19を介して 第一濃縮メタンガスG1(酸素含有メタンガスG2) を配管9から払い出すように構成されている� �
 更に、吸着塔11の内部の下方側は、開閉弁13 を介して前述したブロア18の出口側に接続さ� ��、且つ、開閉弁12を介して前述した吸引ポ� �プ19の入口側に接続されている。一方、吸着 塔11の内部の上方側は、開閉弁14を介して大� �圧に開放された配管17に接続されている。
 尚、配管8への炭鉱ガスCMM(又は第一濃縮メ� �ンガスG1)の供給圧力が十分に高い場合には� �上記ブロア18を適宜省略しても構わない。ま た、配管9における第一濃縮メタンガスG1(酸� �含有メタンガスG2)の吸引力が十分に高い場� �には、上記吸引ポンプ19を適宜省略しても構 わない。

 そして、上記吸着処理を実行するにあたり� ��図4(a)の第1吸着塔11aの状態及び図4(b)の第2吸 着塔11bの状態に示すように、開閉弁12を閉状� ��とすると共に開閉弁13及び14を開状態として 、配管8からブロア18を介して吸着塔11の内部� ��炭鉱ガスCMM(又は第一濃縮メタンガスG1)を取 り込み、吸着材16を通過した後の排ガスを吸� ��塔11の内部から配管17に放出する形態で、吸 着塔11の内部に大気圧程度で炭鉱ガスCMM(又は 第一濃縮メタンガスG1)を通過させる。即ち、 この吸着処理では、炭鉱ガスCMM(又は第一濃� �メタンガスG1)に含まれるメタンが上記吸着� �16に吸着され、吸着材16に吸着されなかった� ��ガスが配管17に放出されることになる。
 尚、上記配管17に放出される排ガスOGについ ては、大気に放出しても構わないが、若干の メタンが含まれている可能性があるので、換 気装置による希釈処理等の適切な処理を行っ た後に大気に放出することが望ましい。

 上記吸着処理を実行した後に、上記脱着� ��置を実行するにあたり、図4(a)の第2吸着塔11 bの状態及び図4(b)の第1吸着塔11aの状態に示す ように、開閉弁12を開状態とすると共に開閉� ��13及び14を閉状態として、吸引ポンプ19の吸� ��力が吸着塔11の内部に伝わることにより、� �着塔11の内部が上記吸着処理時よりも低い圧 力に減圧される。このように減圧された吸着 塔11の内部では吸着材16からのメタンの脱着� �促進されるので、そのメタンを多く含み炭� �ガスCMM(又は第一濃縮メタンガスG1)よりもメ� ��ン濃度が高くなったガスが上記第一濃縮メ� ��ンガスG1(酸素含有メタンガスG2)として吸引� ��ンプ19を介して配管9に払い出されることに� ��る。

 そして、この濃縮装置2(又は3)は、図4(a)に� �すように、第1吸着塔11aに対しては吸着処理� ��実行しながら、第2吸着塔11bに対しては脱着 処理を実行する第1状態と、図4(b)に示すよう� ��、第1吸着塔11aに対しては脱着処理を実行し ながら、第2吸着塔11bに対しては吸着処理を� �行する第2状態とを、交互に切り換える形態� ��、夫々の吸着塔11に対して吸着処理と脱着� �理とを交互に実行するように構成されてお� �、この構成により、配管9から連続的に第一� ��縮メタンガスG1(酸素含有メタンガスG2)を払� ��出すことができる。
 また、上記第1状態と上記第2状態との切り� �えは例えば一定時間毎に行っても構わない� �、例えば、上記配管17に排ガスOGのメタン濃� ��を検出するメタン濃度センサ15を設け、そ� �メタン濃度が設定濃度を越えたときに、吸� �処置が実行されている吸着塔11において吸着 材16のメタン吸着性能が限界に達したとして� ��上記第1状態と上記第2状態とを切り換える� �うに構成することが望ましい。
 また、上記のような吸着式の濃縮装置2(又� �3)を利用する場合には、吸着材16の水分によ� ��吸着性能の低下を抑制するために、吸着塔1 1の内部に供給される炭鉱ガスCMM(又は第一濃� ��メタンガスG1)の水分を予め除去しておくこ� ��が望ましい。

〔別実施形態〕
(1)上記実施の形態とは別の実施形態について 、図5に基づいて説明する。
 尚、図5は、上記別の実施形態の本システム 200の概略構成(a)及び各過程で生成されるガス の各成分濃度のシミュレーション結果(b)を示 す図である。
 また、上記実施の形態と同様の構成につい� ��は、同じ符号を付し説明を割愛する場合が� ��る。
 図5(a)(b)に示すように、本システムは、上記 実施の形態と同様の濃縮装置10を備え、この� ��縮装置10により、炭鉱ガスCMMに含まれるメ� �ンを濃縮して、メタンを主成分とすると共� �酸素を含む酸素含有メタンガスG5(酸素含有� �燃性ガスの一例)を生成する。そして、この� ��素含有メタンガスG5は、図5(b)に示すように� ��メタンを80%程度含むと共に、圧縮天然ガスC NGの生成過程での圧縮を安全に行える上限酸� ��濃度以上の酸素、即ち4%の酸素を含むガス� �なっている。

 更に、本システム200は、図5(a)に示すよう に、上記実施の形態と同様の触媒燃焼装置4(� ��媒燃焼手段の一例)を備え、この触媒燃焼装 置4により、上記酸素含有メタンガスG5等を酸 化触媒44(図2参照)に接触させて部分燃焼させ� ��当該部分燃焼後のガスを上記被圧縮メタン� ��スである脱酸素メタンガスG9として生成す� �。

 このような触媒燃焼装置4で、上記酸素含 有メタンガスG5等を酸化触媒44に接触させて� �分燃焼させるに際しては、(1)メタンの化学� �安定性が極めて高いため、上記酸素含有メ� �ンガスG5を酸化触媒44に通じる前に、通常300� ��、好ましくは400℃以上に予熱する必要があ� ��、このため反応後のガスと熱交換する設備� ��別途設ける必要があること、(2)上記酸素含� ��メタンガスG5を400℃以上に予熱する場合で� �っても、メタンの酸化反応を実施するには� �高価な貴金属を多く担持した触媒を用いる� �要があること、(3)前記予熱温度に、更に反� �による発熱が加わって、酸化触媒44が450℃以 上に達するため、酸化反応以外にも、酸化反 応で生成した水による水蒸気改質反応が進行 して、一酸化炭素が生成し、これが固形炭素 と二酸化炭素に不均化することにより触媒上 に炭素析出が起こり、経時的に触媒性能が低 下する、などの問題がある。

 そこで、本システム200では、以下のような� ��成を採用する。
 本システム200は、酸素含有メタンガスG5や� �一脱酸素メタンガスG7をそのまま触媒燃焼装 置4に供給するのではなく、それらガスG5,G7に 対して水素及び水蒸気の一方又は両方を含む ガスG11を導入する導入手段を備えて構成され ている。
 具体的には、この導入手段は、まず、酸素� ��有メタンガスG5の一部を改質装置20に通じて 、水蒸気を添加して改質触媒上で反応させる ことにより、水素を主成分とし、一酸化炭素 、二酸化炭素および水蒸気を含有する改質ガ ス(以下、「水素富化ガス」と呼ぶ。)G11に変� ��し、次いで、この水素富化ガスG11を、触媒� ��焼装置4に供給される残部の酸素含有メタン ガスG5に導入して、酸化触媒44上で反応させ� �ように構成されている。水素と酸素との反� �は、常温付近で開始するので、酸化触媒44に 通じる前の酸素含有メタンガスG5の予熱は殆� ��必要なく、高温の水素富化ガスG11を混合す� ��ことにより到達する程度の温度(60℃程度)で 十分である。
 前記改質装置20は、ニッケル、ルテニウム� �びロジウムから選ばれる1以上の活性金属を� ��アルミナ、ジルコニア、シリカ、チタニア� ��若しくはこれらを少なくとも2以上混合した 混合物からなる耐火性無機担体に担持してな る改質触媒と、必要に応じて改質触媒の上流 側に設置される脱硫触媒と、反応に必要な熱 を供給するためのバーナあるいはヒータとを 含んで構成される。当該改質装置20では、酸� ��含有メタンガスG5に硫黄分が含まれる場合� �は脱硫触媒を通過させて、当該酸素含有メ� �ンガスG5中の硫黄化合物濃度を、例えば体積 基準で0.1ppm程度、好ましくは0.01ppm程度まで� �減した後、水蒸気を添加し、ヒータ等によ� �650~800℃程度に加熱された改質触媒に通じる� ��とにより、酸素含有メタンガスG5は水素富� �ガスG11に変換される。

 酸素と水素との反応は、極めて容易に起こ� ��ので、酸化触媒44としては、比較的安価な� �媒、例えば、酸化脱臭用に用いられる市販� �Pt/アルミナ系触媒やPd/アルミナ系触媒など� �用いることができる。Pt触媒は、酸化活性が 高いが、水蒸気改質活性は低いので、炭素析 出のおそれが小さく、特に好ましい。また、 アルミナ、チタニア、ジルコニア、若しくは これらを2以上混合した混合物からなる担体� �、Ptに加えてPdを担持した触媒は、低温での� ��化活性に優れており、100℃以下、例えば45~8 0℃程度で触媒燃焼反応が開始するため、酸� �触媒44に通じる前の酸素含有メタンガスG5の� ��熱が不要となり、経済的に有利である。
 酸化触媒44の形状は、粒状、ハニカム状、� �ット状など形状を問わないが、圧力損失が� �題となる場合にはハニカム状とすることが� �ましく、この場合、コージェライトなどの� �火性基材上に触媒をコートしたウォッシュ� �ートハニカムが採用できる。粒状触媒を採� �する場合には、流速の偏りを抑えつつ圧力� �失を低減できる点から、ラジアルフロー型� �あるいはラテラルフロー(側流)型反応器など が採用できる。
 尚、酸化触媒44における最高温度(通常は触� ��の出口温度)は、350℃を超えないようにする のが好ましい。350℃を超えると、メタンの水 蒸気改質反応が開始して、触媒上に炭素析出 を生じるおそれがある。一段の反応で酸素を 完全に除去する場合、酸素濃度によっては(� �えば2%以上)、前記の上限温度を超えること� �ある。

 その場合には、図5(a)に示すとおり、酸化触 媒44を備えた触媒燃焼装置4を2段以上の構成� �し、水素富化ガスG11の添加を2段以上に分割� ��、各段の間に除熱装置7を設けることで、酸 化触媒44における最高温度が350℃を超えない� ��うにすることができる。
 具体的に、この触媒燃焼装置4は、互いに直 列に配置された第一触媒燃焼装置46及び第二� ��媒燃焼装置47とからなる。即ち、一旦上記� �素含有メタンガスG5を第一触媒燃焼装置46に� ��り部分燃焼させて第一脱酸素メタンガスG7� �生成し、当該第一脱酸素メタンガスG7を除熱 装置7で適宜冷却した後に、当該冷却後の第� �脱酸素メタンガスG8を上記第二触媒燃焼装置 47により部分燃焼させて略完全に酸素が除去� ��れた第二脱酸素メタンガスG9を生成する。� �して、導入手段は、それら第一触媒燃焼装� �46及び第二触媒燃焼装置47に供給されるガスG 5,G7の夫々に対して水素富化ガスG11(G11a、G11b)� ��導入することになる。

 尚、図5(b)のシミュレーション結果では、625 Nm ³ /hで流通する酸素含有メタンガスG5の内の一� �の16.6Nm ³ /hのガスG5bを改質装置20に供給し、それによ� �て生成された69Nm ³ /hの水素富化ガスG11の内の一部の38.8Nm ³ /hのガスG11aを第一触媒燃焼装置46に供給され� ��酸素含有メタンガスG5に導入し、残部の29.8N m ³ /hのガスG11bを第二触媒燃焼装置47に供給され� ��第一脱酸素メタンガスG7に導入している。
 更に、このように生成された水素富化ガスG 11(G11c)を第二脱酸素メタンガスG9に対して供� �量調整を伴って供給することで、後に圧縮� �6により圧縮された後の圧縮天然ガスCNGの燃� ��速度を自動車用燃料等の用途に合ったもの� ��調整することもできる。

 上記酸素含有メタンガスG5を上記改質装� �20及び触媒燃焼装置4に通じて、酸化触媒44の 経時的な活性の変化を調べた結果を以下に示 す。なお、実施例1から3は、それぞれ酸化触� ��44の形状、担体及び担持される金属を変更� �た場合の結果を示している。

[実施例1]
 3mm球状のγアルミナ担体に2質量%のPtを担持� ��た触媒3mlを内径14mmのステンレス製反応管に 充填した。メタン90%、空気10%の酸素含有メタ ンガス100体積部に、1.2体積部の前記酸素含有 メタンガスに2.3体積部の水蒸気を添加して700 ℃で改質反応を行って得た水素富化ガスを添 加した場合のガス組成に相当する、メタン85. 8%、水素3.4%、一酸化炭素0.6%、二酸化炭素0.4%� ��水蒸気0.9%、酸素1.7%、窒素7.2%からなる組成� ��ガス(当該ガスの温度は、50℃程度である)を 、前記反応管に毎分2.25リットルの流量で流� �し、触媒出口温度を室温から徐々に高めて� �った。触媒出口温度が120℃に達したところ� �触媒出口温度の急激な上昇が見られた。こ� �は、水素‐酸素の反応が開始したことを示� �ている。触媒出口温度300℃(放熱を補う加熱� ��行い模擬的な断熱状態とした条件)における 触媒出口ガス中の酸素濃度は0.01%以下、一酸� ��炭素濃度は0.01%以下であった。触媒出口温� �を300℃に維持して約150時間後に、先に説明� �たと同じ手法で再度反応開始温度の測定を� �ったところ、110℃に低下していた。即ち本� �媒では経時的な活性の低下は見られなかっ� �。

[実施例2]
 触媒を3mm円柱状のジルコニア担体に2質量%� �Ptを担持したものに代えた他は、実施例1と� �様に試験を行った。初期の反応開始温度は12 5℃で、触媒出口温度300℃における触媒出口� �ス中の酸素濃度は0.01%以下、一酸化炭素濃度 は0.01%以下であった。触媒出口温度を300℃に� ��持して約150時間後に、先に説明したと同じ� ��法で再度反応開始温度の測定を行ったとこ� ��、105℃に低下していた。即ち本触媒では経� ��的な活性の低下は見られなかった。

[実施例3]
 触媒を3mm円柱状のジルコニア担体に0.5質量% のPtと2.5質量%のPdとを担持したものに代えた� ��は、実施例1と同様に試験を行った。初期の 反応開始温度は45℃で、触媒出口温度300℃に� ��ける触媒出口ガス中の酸素濃度は0.01%以下� �一酸化炭素濃度は0.01%以下であった。Ptに加� ��てPdを担持した本触媒が高い低温活性を示� �ことがわかる。触媒出口温度を300℃に維持� �て約25、50、150時間後に、先に説明したと同� ��手法で再度反応開始温度の測定を行ったと� ��ろ、いずれも60℃で反応が開始した。即ち� �触媒ではごく初期に経時的な活性の低下が� �生する場合もあるが、その後は活性が安定� �推移し、60℃程度で十分本発明の酸素除去反 応に供しうるものであった。

 したがって、改質装置20からの水素富化� �スG11を酸素含有メタンガスG5に添加して、触 媒燃焼装置4の酸化触媒44である上記各実施例 に記載の触媒に通じると、比較的低い温度で 触媒反応が開始して予熱の必要が殆どないと ともに、酸素濃度を確実に低下させながら、 経時的な活性の低下もほとんど生じないこと が確認された。

 尚、上記構成では、導入手段が、触媒燃� ��装置4に供給するG5,G7に対して水素富化ガスG 11(G11a、G11b)を導入するものであったが、水素 富化ガスG11の代わりに水蒸気を導入するもの として構成した場合でも、上記酸化触媒44表� ��での炭素の析出を抑制することができる。� ��ち、その水蒸気が導入されたメタンガスが� ��媒燃焼装置4に供給されることで、酸化触媒 44表面での水蒸気分圧が上がり、化学平衡論� ��より一酸化炭素が水分と反応して、酸化触� ��44表面での炭素の析出が抑制される。

(2)上記実施の形態では、炭鉱ガスCMMを濃縮 装置10で濃縮したものを、メタン等の可燃性� ��スを主成分とすると共に酸素を含む酸素含� ��可燃性ガスG2として触媒燃焼装置4に供給し� ��が、原料ガス自身が可燃性ガスを主成分と� ��て酸素を含むものであれば、濃縮装置を省� ��して、その原料ガスを直接触媒燃焼装置に� ��給しても構わない。

(3)上記実施の形態では、触媒燃焼装置4で� �素が除去された後の脱酸素メタンガスG3を、 除湿装置5で除湿した後に、被圧縮メタンガ� �として圧縮機6に供給して圧縮することで、� ��縮天然ガスCNGを製造したが、別に、脱酸素� ��タンガスG3に水分が含まれていることを許� �できる場合には、除湿装置5を省略して、そ� ��脱酸素メタンガスG3を直接圧縮機6に供給し� ��圧縮しても構わない。

(4)上記実施の形態では、触媒燃焼装置4を� �ス流路43に通気性の酸化触媒44を充填したも� ��として構成したが、例えば、ガス流路のガ� ��の流れに沿って酸化触媒を配置するなどの� ��うに触媒燃焼装置の構成を適宜改変しても� ��わない。

(5)上記実施の形態では、炭鉱ガスCMMを原料 ガスとしたが、メタンや水素などの可燃性ガ スを含むものであれば炭鉱ガスCMM以外の原料 ガスを利用しても構わない。

(6)上記実施の形態では、本発明に係る可燃 性ガス処理システム及び方法を、可燃性ガス としてのメタンを含む原料ガスである炭鉱ガ スCMMから圧縮天然ガスCNGを製造するCNG製造シ ステムに適用した例を説明したが、別に、メ タン以外の水素等の可燃性ガスを含む原料ガ スから圧縮水素ガス等の圧縮可燃性ガスを製 造するシステムに適用しても構わない。