[发明专利]可燃气体处理系统和可燃气体处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及以预定的可燃气体作为主要成分、通过压缩机压缩生成作为压缩可燃气体的被压缩可燃气体的可燃气体处理系统和可燃气体处理方法。

背景技术

作为将预定的可燃气体压缩形成的压缩可燃气体，已知有将以甲烷作为主要成分的天然气压缩形成的压缩天然气(CNG)或将氢气压缩形成的压缩氢气等。

与搭载有以汽油等为燃料的发动机的汽车相比，搭载有以上述压缩可燃气体为燃料的发动机的汽车的二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、颗粒状物质等的排放量大幅减少，所以近年来作为环境对策在不断扩大普及。

与以汽油为燃料的汽车一样，以上述压缩可燃气体为燃料的汽车行驶到加气站补充压缩可燃气体。因此，在该加气站利用压缩机将以可燃气体为主要成分的被压缩可燃气体压缩至非常高的压力(例如20.3MPa(200atm)左右)，形成压缩可燃气体，将该压缩可燃气体填充到搭载在汽车上的高压罐中(例如参照专利文献1)。

例如从煤矿采集的煤矿气体中，除了含有作为可燃气体的甲烷之外，还含有空气成分(主要是氮、氧、二氧化碳)，同样，自然界中存在的可燃气体大多以除了含有该可燃气体还含有空气成分的原料气体的形式被采集。因此，为了将这样的原料气体作为燃料有效利用，在除去原料气体中所含的空气成分的同时，必需将该原料气体中所含的可燃气体浓缩。

特别是将该原料气体通过压缩机压缩形成作为上述汽车用燃料等的压缩可燃气体的被压缩可燃气体时，为了防止由压缩引起的起火等，必须除去该原料气体中所含的氧，使氧的浓度极低(例如不足4％)。

即，在压缩可燃气体的生成过程中，安全地进行压缩的上限氧浓度如下：在除乙炔、乙烯和氢之外的甲烷等可燃气体中为4％，而在乙炔、乙烯和氢中为2％。

另外，作为从上述煤矿气体中除去空气成分以浓缩甲烷的浓缩装置，已知有吸附式浓缩装置，该浓缩装置利用了包含比甲烷优先吸附空气成分的天然沸石的吸附材料(例如参照专利文献2)。

上述专利文献2的吸附式浓缩装置具备内部填充有优先吸附可燃气体以外的空气成分的吸附材料的吸附塔，交替进行下述吸附处理和解吸处理：所述吸附处理以较高压力将煤矿气体等原料气体压入吸附塔内部，使该煤矿气体中所含的空气成分优先吸附在吸附材料上；所述解吸处理将吸附塔内部减压至大气压，排出含有大量未被吸附材料吸附的或优先从吸附材料上脱附的可燃气体的浓缩气体。

专利文献1：日本特开平9-264196号公报

专利文献2：日本特开昭58-198591号公报

发明内容

但是，像上述专利文献2所述的吸附式浓缩装置那样，利用吸附材料从原料气体中除去空气成分以浓缩可燃气体时，浓缩后的气体虽然以可燃气体作为主要成分(例如70％)，但有时用吸附材料未除净的氧的残留水平还在压缩可燃气体的生成过程中可安全进行压缩的上限氧浓度(例如4％)以上。

而且，以往对于这种以可燃气体作为主要成分、且含有上述上限氧浓度以上的氧的含氧可燃气体，没有将其中的氧清除至氧浓度达到极低水平(例如不足4％)的有效方法，所以对于像煤矿气体那样除了含有甲烷还含有空气成分的原料气体，未曾尝试将其用作作为汽车用燃料等的压缩可燃气体。

本发明鉴于上述课题而设，其目的在于实现下述技术：在以甲烷或氢等预定的可燃气体作为主要成分、通过压缩机压缩生成作为压缩可燃气体的被压缩可燃气体的可燃气体处理中，从含氧可燃气体(以可燃气体作为主要成分、同时含有在压缩可燃气体的生成过程中可安全进行压缩的上限氧浓度以上的氧)中除去氧以达到极低氧浓度的技术；以及能够将像煤矿气体那样除了含有甲烷还含有空气成分的原料气体有效用作作为汽车用燃料等的压缩可燃气体的技术。

用于实现上述目的的本发明的可燃气体处理系统以预定的可燃气体作为主要成分，通过压缩机压缩生成作为压缩可燃气体的被压缩可燃气体，其特征构成在于：具备催化剂燃烧装置，向该催化剂燃烧装置供给上述以可燃气体作为主要成分、同时含有氧的含氧可燃气体，使该含氧可燃气体与氧化催化剂接触而部分燃烧，该部分燃烧后的气体作为上述被压缩可燃气体生成。