特開 2024-125862 メタン製造システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024125862

(43)【公開日】2024-09-19

(54)【発明の名称】メタン製造システム

(51)【国際特許分類】

   C07C 1/12 20060101AFI20240911BHJP

   C25B 9/00 20210101ALI20240911BHJP

   C25B 1/01 20210101ALI20240911BHJP

   C25B 15/025 20210101ALI20240911BHJP

   C25B 1/042 20210101ALI20240911BHJP

   C07C 9/04 20060101ALI20240911BHJP

   B01D 53/62 20060101ALI20240911BHJP

   B01D 53/76 20060101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

C07C1/12

C25B9/00 A

C25B1/01 Z

C25B15/025

C25B1/042

C07C9/04

B01D53/62

B01D53/76

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023033970

(22)【出願日】2023-03-06

(71)【出願人】

【識別番号】000000974

【氏名又は名称】川崎重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000556

【氏名又は名称】弁理士法人有古特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】柁山 航介

(72)【発明者】

【氏名】飯田 雄介

(72)【発明者】

【氏名】岩村 宗千代

(72)【発明者】

【氏名】西薗 賢志

(72)【発明者】

【氏名】藤岡 みなみ

【テーマコード（参考）】

4D002

4H006

4K021

【Ｆターム（参考）】

4D002AA09

4D002AC04

4D002BA08

4D002CA20

4D002DA35

4D002DA54

4D002FA10

4D002GA02

4D002GA03

4D002GB01

4D002GB02

4D002GB05

4D002GB20

4H006AA02

4H006AA04

4H006BD84

4K021AA01

4K021AA09

4K021BA02

4K021DB31

4K021DB43

4K021DB53

4K021DC11

(57)【要約】

【課題】 生成ガス中のメタンの濃度を高めることができるメタン製造システムを提供する。
【解決手段】 水蒸気発生装置１１と、二酸化炭素を含む第１ガスを第１配管Ｐ１を通じて導入するとともに水蒸気発生装置１１で発生した水蒸気を導入し、水蒸気の電気分解により発生した水素と二酸化炭素とを反応させてなるメタンを含む第２ガスを生成し、第２ガスを第２配管Ｐ２へ送出する電解メタネーション装置１２と、電解メタネーション装置１２へ水蒸気の電気分解に用いる直流電流を供給する電源装置１６と、制御装置１７と、を備え、制御装置１７は、電解メタネーション装置１２から第２配管Ｐ２へ送出された第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度を超えたときに、水蒸気発生装置１１に電解メタネーション装置１２へ供給する水蒸気の流量を増加させるとともに、電源装置１６に電解メタネーション装置１２へ供給する直流電流の電流量を増加させる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

水蒸気を発生する水蒸気発生装置と、
二酸化炭素を含む第１ガスを第１配管を通じて導入するとともに前記水蒸気発生装置で発生した水蒸気を導入し、水蒸気の電気分解により発生した水素と二酸化炭素とを反応させてなるメタンを含む第２ガスを生成し、前記第２ガスを第２配管へ送出する電解メタネーション装置と、
前記電解メタネーション装置へ水蒸気の電気分解に用いる直流電流を供給する電源装置と、
前記水蒸気発生装置及び前記電源装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記電解メタネーション装置から前記第２配管へ送出された前記第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度を超えたときに、前記水蒸気発生装置に前記電解メタネーション装置へ供給する水蒸気の流量を増加させるとともに、前記電源装置に前記電解メタネーション装置へ供給する直流電流の電流量を増加させる、
メタン製造システム。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記電解メタネーション装置から前記第２配管へ送出された前記第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度以下であり、かつ、前記第２ガス中のメタンの測定濃度が第１の基準濃度未満であるときに、前記水蒸気発生装置に前記電解メタネーション装置へ供給する水蒸気の流量を減少させるとともに、前記電源装置に前記電解メタネーション装置へ供給する直流電流の電流量を減少させる、
請求項１に記載のメタン製造システム。

【請求項3】

前記第２配管の途中に接続され、前記電解メタネーション装置から前記第２配管へ送出された前記第２ガスを前記第１配管へ供給する返送配管と、
前記第２配管へ送出された前記第２ガスを前記第２配管を通じて外部へ排出するか前記返送配管を通じて前記第１配管へ供給するかを切り替える切替装置と、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第２ガス中のメタンの測定濃度が第１の基準濃度未満または第１の基準濃度よりも低い第２の基準濃度未満になったときに、前記第２ガスが前記返送配管を通じて前記第１配管へ供給されるように前記切替装置を制御する、
請求項１または２に記載のメタン製造システム。

【請求項4】

前記制御装置は、
前記電解メタネーション装置へ導入される前記第１ガス中の二酸化炭素の測定流量の増減に応じて、前記電解メタネーション装置へ導入される水蒸気の流量が増減するように前記水蒸気発生装置を制御するとともに、前記電解メタネーション装置へ供給される直流電流の電流量が増減するように前記電源装置を制御する、
請求項１または２に記載のメタン製造システム。

【請求項5】

前記電解メタネーション装置は第１の電解メタネーション装置であり、
前記第１の電解メタネーション装置から前記第２配管へ送出された前記第２ガスを前記第２配管の途中に接続された導入配管を通じて導入するとともに前記水蒸気発生装置で発生した水蒸気を導入し、水蒸気の電気分解により発生した水素と二酸化炭素とを反応させてなるメタンを含む第３ガスを生成し、前記第３ガスを送出配管を介して前記第２配管へ送出することができ、前記電源装置から水蒸気の電気分解に用いる直流電流が供給される第２の電解メタネーション装置と、
前記第２配管へ送出された前記第２ガスを前記第２配管を通じて外部へ排出するか前記導入配管を通じて前記第２の電解メタネーション装置へ供給するかを切り替える切替装置と、をさらに備え、
前記制御装置は、
前記第２ガス中のメタンの測定濃度が第１の基準濃度未満または第１の基準濃度よりも低い第２の基準濃度未満になったときに、前記第２ガスが前記導入配管を通じて前記第２の電解メタネーション装置へ供給されるように前記切替装置を制御する、
請求項１または２に記載のメタン製造システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、メタン製造システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、廃棄物処理分野において、二酸化炭素の排出量を削減するための取り組みが図られている。例えば、特許文献１には、流動床炉の燃焼室から排出された排ガス中に含まれる二酸化炭素と、水を電気分解する電気分解装置で生成された水素とを用いて、メタンを生成するメタネーション反応器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－１３５０２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の特許文献１には、メタネーション反応器内の二酸化炭素の全量と水素の全量が反応してメタンが生成されるように、メタネーション反応器に流入する二酸化炭素の流量に基づいて、メタネーション反応器に流入する水素の流量を制御するようにしている。しかしながら、実際にはメタネーション反応器内で二酸化炭素と水素とが全て反応するとは限らず、メタネーション反応器から送出される生成ガスには、未反応の二酸化炭素や水素が含まれて、生成ガス中のメタンの濃度が低下する可能性がある。

【0005】

本開示は上記のような課題を解決するためになされたもので、生成ガス中のメタンの濃度を高めることができるメタン製造システムを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本開示のある態様に係るメタン製造システムは、水蒸気を発生する水蒸気発生装置と、二酸化炭素を含む第１ガスを第１配管を通じて導入するとともに前記水蒸気発生装置で発生した水蒸気を導入し、水蒸気の電気分解により発生した水素と二酸化炭素とを反応させてなるメタンを含む第２ガスを生成し、前記第２ガスを第２配管へ送出する電解メタネーション装置と、前記電解メタネーション装置へ水蒸気の電気分解に用いる直流電流を供給する電源装置と、前記水蒸気発生装置及び前記電源装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記電解メタネーション装置から前記第２配管へ送出された前記第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度を超えたときに、前記水蒸気発生装置に前記電解メタネーション装置へ供給する水蒸気の流量を増加させるとともに、前記電源装置に前記電解メタネーション装置へ供給する直流電流の電流量を増加させる。

【発明の効果】

【0007】

本開示は、以上に説明した構成を有し、生成ガス中のメタンの濃度を高めることができるメタン製造システムを提供することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、第１実施形態のメタン製造システムの一例を示すブロック図である。

【図2】図２は、電解メタネーション装置に用いられるセルの構造の概略を示す図である。

【図3】図３は、制御装置による処理の概略を示すフローチャートである。

【図4】図４は、第２実施形態のメタン製造システムの一例を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する場合がある。また、図面は理解しやすくするために、それぞれの構成要素を模式的に示したもので、形状及び寸法比等については正確な表示ではない場合がある。

【0010】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のメタン製造システムの一例を示すブロック図である。図１に示すメタン製造システム１０Ａは、水蒸気発生装置１１、電解メタネーション装置１２、除湿器１３、第１～第４配管Ｐ１～Ｐ４、返送配管Ｐ５、電源装置１６、制御装置１７、メタン発酵装置１８及びガス精製装置１９等を備えている。なお、メタン発酵装置１８及びガス精製装置１９はメタン製造システム１０Ａに含まれない場合もある。

【0011】

このメタン製造システム１０Ａは、廃棄物を処理する焼却プラントに設置されている。焼却プラントには、例えば、廃棄物の焼却炉と、焼却炉から排出される排ガスから煤塵を分離する排ガス処理装置と、排ガス処理装置で煤塵が分離された排ガスを大気中へ放出する煙突などが備えられている。さらに、焼却プラントには、焼却炉の排熱を回収するボイラと、ボイラで生成された蒸気を用いて発電する蒸気タービン発電機とが備えられていてもよい。また、焼却プラントには、排ガス処理装置で煤塵が分離された排ガスから二酸化炭素を分離回収する二酸化炭素分離回収装置が備えられている場合がある。二酸化炭素分離回収装置から分離回収された二酸化炭素には、不純物が含まれる。つまり、二酸化炭素分離回収装置では、二酸化炭素を主成分とするガスが回収される。

【0012】

メタン発酵装置１８は、焼却炉に投入されていない廃棄物から選別された生ごみをメタン発酵し、二酸化炭素及びメタン等を含むバイオガスを生成し、ガス精製装置１９へ送出する。ガス精製装置１９は、メタン発酵装置１８で生成されたバイオガスからＮＨ_３，Ｈ_２Ｓ，シロキサン及び水蒸気等を除去した後、二酸化炭素分離膜によって二酸化炭素とメタン（ＣＨ_４）とを抽出する。このガス精製装置１９で抽出されたメタンはガス会社等へ販売することができる。また、ガス精製装置１９で抽出される二酸化炭素は、不純物が含まれた二酸化炭素を主成分とするガスである。このガスを、本実施形態では、第１ガスとして、第１配管Ｐ１を通じて電解メタネーション装置１２へ導入する。なお、前述の焼却プラントの二酸化炭素分離回収装置によって排ガスから分離回収された二酸化炭素を主成分とするガスを、第１ガスとして、電解メタネーション装置１２へ導入するようにしてもよい。また、焼却プラントに二酸化炭素分離回収装置が備えられていない場合には、排ガス処理装置で煤塵が分離された排ガスである二酸化炭素を含むガスを、第１ガスとして、電解メタネーション装置１２へ導入するようにしてもよい。

【0013】

水蒸気発生装置１１は、水を加熱して水蒸気を発生し、発生した水蒸気を電解メタネーション装置１２での反応に適した所定温度に加熱して第３配管Ｐ３へ送出する。水蒸気発生装置１１は、第３配管Ｐ３へ送出する水蒸気の流量を調整可能である。

【0014】

電解メタネーション装置１２は、二酸化炭素を含む第１ガスを第１配管Ｐ１を通じて導入するとともに、水蒸気発生装置１１で発生した水蒸気を第３配管Ｐ３を通じて導入する。

【0015】

そして、電解メタネーション装置１２では、第１ガスに含まれる二酸化炭素と水蒸気とを原料とし、水蒸気の電気分解により発生した水素と二酸化炭素とを反応させてなるメタン、水（水蒸気）及び酸素を生成する。よって、電解メタネーション装置１２は、メタン製造装置である。

【0016】

図２は、電解メタネーション装置１２に用いられるセルの構造の概略を示す図である。電解メタネーション装置１２のセルは、陽極１２１と陰極１２３との間に固体電解質層１２２が挟持され、陰極１２３の外側表面に触媒層１２４が形成されている。水蒸気（Ｈ_２Ｏ）は、陽極１２１で電気分解されて酸素（Ｏ_２）と水素イオン（Ｈ^＋）とに分解される。この水素イオン（Ｈ^＋）は固体電解質層１２２を通って陰極１２３へ移動し、触媒層１２４で水素イオン（Ｈ^＋）と二酸化炭素（ＣＯ_２）との反応によって水蒸気（Ｈ_２Ｏ）とメタン（ＣＨ_４）が生成される。

【0017】

この結果、電解メタネーション装置１２では、以下の反応が生じる。
ＣＯ_２＋４Ｈ_２Ｏ→ＣＨ_４＋２Ｈ_２Ｏ＋２Ｏ_２
つまり、この電解メタネーション装置１２では、理論的には、１当量のＣＯ_２に対し、４当量のＨ_２Ｏが必要になる。

【0018】

電解メタネーション装置１２には、図２のようなセルが１つまたは複数備えられている。電解メタネーション装置１２は、生成された水蒸気等を含みメタンを含む第２ガスが送出される第１のガス出口と、生成された酸素と導入されて電気分解されなかった余剰の水蒸気とが混合された酸素含有水蒸気ＷＯが送出される第２のガス出口とを備える。第１のガス出口には第２配管Ｐ２が接続され、第２配管Ｐ２へ送出された第２ガスは、１５０℃から６００℃程であり、大気に比べて高温のガスである。また、第２のガス出口には第４配管Ｐ４が接続され、第４配管Ｐ４へ送出される酸素含有水蒸気ＷＯは、１８０℃から３００℃程であり、大気に比べて高温のガスである。

【0019】

電源装置１６は、電解メタネーション装置１２が水蒸気を電気分解するために必要な直流電流を供給し、供給する直流電流の電流量を調整可能である。

【0020】

第１配管Ｐ１には二酸化炭素測定器３１が設置されている。二酸化炭素測定器３１は、電解メタネーション装置１２に導入される第１ガス中の二酸化炭素の流量を測定する。この二酸化炭素測定器３１は、第１ガスの流量を測定する流量センサＳ１と、第１ガス中の二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度センサＳ２とを用いて構成することができる。すなわち、流量センサＳ１により測定された流量と二酸化炭素濃度センサＳ２で測定された二酸化炭素濃度とを乗算することにより、電解メタネーション装置１２に導入される二酸化炭素の流量を算出できる。二酸化炭素測定器３１の測定値である二酸化炭素の測定流量は制御装置１７へ送信される。なお、流量センサＳ１及び二酸化炭素濃度センサＳ２の測定値を制御装置１７へ送信し、制御装置１７で二酸化炭素の測定流量を算出するようにしてもよい。

【0021】

第２配管Ｐ２には、電解メタネーション装置１２の第２ガスが送出される第１のガス出口に近い方から順に、除湿器１３、二酸化炭素濃度センサ３２、メタン濃度センサ３３、開閉弁Ｂ１が備えられている。二酸化炭素濃度センサ３２は、電解メタネーション装置１２から送出されて除湿器１３で除湿された第２ガス中の二酸化炭素の濃度を測定し、測定値である二酸化炭素の測定濃度を制御装置１７へ送信する。ここで測定される第２ガスには、メタンを含むが、電解メタネーション装置１２において未反応の二酸化炭素や水素も含んでいる。メタン濃度センサ３３は、除湿器１３で除湿された第２ガス中のメタンの濃度を測定し、測定値であるメタンの測定濃度を制御装置１７へ送信する。

【0022】

返送配管Ｐ５は、第２配管Ｐ２のメタン濃度センサ３３と開閉弁Ｂ１との間の部分と、第１配管Ｐ１の二酸化炭素測定器３１よりも上流側部分との間を連通するように接続されている。返送配管Ｐ５の途中には開閉弁Ｂ２が備えられている。開閉弁Ｂ１と開閉弁Ｂ２とで切替装置２０が構成されている。開閉弁Ｂ１と開閉弁Ｂ２とは、逆の開閉状態となるように制御装置１７によって制御される。よって、電解メタネーション装置１２から第２配管Ｐ２へ送出された第２ガスは、開状態の開閉弁Ｂ１を通過して第２配管Ｐ２の下流側端部から外部へ送出される場合と、開状態の開閉弁Ｂ２を通過して返送配管Ｐ５を通って第１配管Ｐ１へ供給される場合とがある。このように切替装置２０によって電解メタネーション装置１２から送出された第２ガスの送り先を切り替えることができる。なお、返送配管Ｐ５には、第２配管Ｐ２を通る第２ガスを引き込んで第１配管Ｐ１へ送るためのファンが設置されていてもよい。

【0023】

制御装置１７は、例えばＣＰＵ及びメモリ等を含んで構成され、ＣＰＵがメモリに記憶された制御プログラムを実行することにより、種々の演算を行うとともに、メタン製造システム１０Ａの全体の動作を制御する。なお、制御装置１７は、集中制御する単独の制御装置によって構成されていてもよいし、互いに協働して分散制御する複数の制御装置によって構成されていてもよい。

【0024】

なお、本明細書で開示する制御装置１７の機能は、開示された機能を実行するよう構成またはプログラムされた汎用プロセッサ、専用プロセッサ、集積回路、ASIC（Application Specific Integrated Circuits）、従来の回路、または、それらの組み合わせを含む回路または処理回路を使用して実行できる。プロセッサは、トランジスタやその他の回路を含むため、処理回路または回路と見なされる。本明細書において、回路、ユニット、または手段は、列挙された機能を実行するハードウェアであるか、または、列挙された機能を実行するようにプログラムされたハードウェアである。ハードウェアは、本明細書に開示されているハードウェアであってもよいし、あるいは、列挙された機能を実行するようにプログラムまたは構成されているその他の既知のハードウェアであってもよい。ハードウェアが回路の一種と考えられるプロセッサである場合、回路、ユニット、または手段はハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであり、ソフトウェアはハードウェアまたはプロセッサの構成に使用される。

【0025】

次に、メタン製造システム１０Ａの運転中の動作について説明する。運転開始時には、例えば、開閉弁Ｂ１は閉状態で、開閉弁Ｂ２は開状態となるように制御装置１７によって制御される。運転が開始されると、メタン発酵装置１８でバイオガスが生成されて、このバイオガスがガス精製装置１９へ供給される。そして、ガス精製装置１９は、メタン（ＣＨ_４）と、二酸化炭素を含む第１ガスとを抽出し、第１ガスを第１配管Ｐ１を通じて電解メタネーション装置１２へ供給する。

【0026】

また、制御装置１７の制御によって水蒸気発生装置１１及び電源装置１６等の動作が開始され、水蒸気発生装置１１から水蒸気が電解メタネーション装置１２へ供給されるとともに、電源装置１６から直流電流が電解メタネーション装置１２へ供給される。運転開始時においては、水蒸気発生装置１１から電解メタネーション装置１２へ供給する水蒸気の流量、電源装置１６から電解メタネーション装置１２へ供給する直流電流の電流量は、例えば、ガス精製装置１９から電解メタネーション装置１２へ導入される第１ガス中の二酸化炭素の想定された流量に基づいて予め定められていてもよい。

【0027】

このようにして運転が開始されると、電解メタネーション装置１２は、第１配管Ｐ１から第１ガスを導入するとともに、第３配管Ｐ３から水蒸気を導入する。そして電解メタネーション装置１２は、第２配管Ｐ２からメタンを含む第２ガスを送出するとともに、第４配管Ｐ４から酸素含有水蒸気ＷＯを送出する。第２配管Ｐ２へ送出された第２ガスは除湿器１３で除湿された後、下流側へ送られる。

【0028】

そして、運転中、二酸化炭素測定器３１、二酸化炭素濃度センサ３２及びメタン濃度センサ３３は、所定時間間隔で繰り返し測定を行い、測定するたびに測定値を制御装置１７へ送信する。そして、制御装置１７では、二酸化炭素測定器３１、二酸化炭素濃度センサ３２及びメタン濃度センサ３３の測定値に基づいて次に述べる処理を行う。

【0029】

図３は、水蒸気発生装置１１及び電源装置１６の制御に関わる制御装置１７による処理の概略を示すフローチャートである。制御装置１７は、図３に示す処理を、例えば所定時間間隔で繰り返し行う。

【0030】

ステップＳＴ１では、制御装置１７は、二酸化炭素測定器３１で測定された第１ガス中の二酸化炭素の測定流量に基づいて、電解メタネーション装置１２へ供給される水蒸気の流量及び電解メタネーション装置１２へ供給される直流電流の電流量を算出し、水蒸気発生装置１１及び電源装置１６を制御する。

【0031】

なお、繰り返し行われるステップＳＴ１のうち、１回目のステップＳＴ１では、二酸化炭素測定器３１で測定された第１ガス中の二酸化炭素の測定流量に基づいて、電解メタネーション装置１２に導入される二酸化炭素と水蒸気とが、１当量の二酸化炭素（ＣＯ_２）に対して少なくとも４当量の水蒸気（Ｈ_２Ｏ）の割合となるように、水蒸気の流量を算出する。そして算出した流量の水蒸気を電気分解するために必要な直流電流の電流量を算出する。ここで、電解メタネーション装置１２において電気分解される水蒸気の量と電気分解に必要な電流量とは比例する。そして、制御装置１７は、上記算出した流量の水蒸気を電解メタネーション装置１２へ供給するように水蒸気発生装置１１を制御するとともに、上記算出した電流量の直流電流を電解メタネーション装置１２へ供給するように電源装置１６を制御する。２回目以降のステップＳＴ１については後述する。

【0032】

次に、ステップＳＴ２では、制御装置１７は、二酸化炭素濃度センサ３２で測定された第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度と所定の基準濃度Ｓｆとを比較し、二酸化炭素の測定濃度が所定の基準濃度Ｓｆを超えたか否かを判定する。二酸化炭素の測定濃度が基準濃度Ｓｆを超えている場合には、ステップＳＴ３へ進み、二酸化炭素の測定濃度が基準濃度Ｓｆ以下の場合にはステップＳＴ４へ進む。

【0033】

ステップＳＴ３は、第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度Ｓｆを超えている場合に行う処理である。このステップＳＴ３では、制御装置１７は、水蒸気発生装置１１に電解メタネーション装置１２へ送出する水蒸気の流量を増加させるともに、電源装置１６に電解メタネーション装置１２へ供給する直流電流の電流量を増加させる。ここで、制御装置１７は、増加後の水蒸気の流量を、例えば、増加前の流量に所定量を加えた流量として算出してもよいし、増加前の流量の所定倍、例えば１．１倍として算出してもよい。また、前述したように電流量は水蒸気の流量に比例するものとし、増加後の電流量を、増加後の水蒸気の流量に応じて算出してもよい。なお、増加後の水蒸気の流量を増加前の流量の所定倍とする場合には、増加後の電流量を増加前の電流量の所定倍として算出してもよい。

【0034】

ここで、第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度Ｓｆを超えた場合には、第２ガス中に電解メタネーション装置１２において未反応の二酸化炭素が多く含まれ、水蒸気の電気分解によって生成される水素イオンの量が少ないと考えられる。よって、電解メタネーション装置１２に導入される水蒸気の流量を増加させるとともに電気分解に寄与する直流電流の電流量を増加させることにより、電気分解によって生成される水素イオンの量を増加させて二酸化炭素との化学反応を促進し、未反応の二酸化炭素を減少させてメタンの生成量を増加させることができる。これにより、生成ガスとなる第２ガス中のメタンの濃度を高めることができる。

【0035】

ステップＳＴ４では、制御装置１７は、メタン濃度センサ３３で測定された第２ガス中のメタンの測定濃度と所定の第１の基準濃度Ｓａとを比較し、メタンの測定濃度が第１の基準濃度Ｓａ以上であるか否かを判定する。ステップＳＴ４で、メタンの測定濃度が第１の基準濃度Ｓａ以上でない場合、すなわち、メタンの測定濃度が第１の基準濃度Ｓａ未満の場合には、ステップＳＴ５へ進む。

【0036】

ステップＳＴ５は、第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度Ｓｆ以下であり、かつ、メタンの測定濃度が第１の基準濃度Ｓａ未満の場合に行う処理である。このステップＳＴ５では、制御装置１７は、水蒸気発生装置１１に電解メタネーション装置１２へ供給する水蒸気の流量を減少させるとともに、電源装置１６に電解メタネーション装置１２へ供給する直流電流の電流量を減少させる。ここで、減少後の水蒸気の流量は、例えば、減少前の流量から所定量少なくした流量として算出してもよいし、減少前の流量の所定倍、例えば０．９倍として算出してもよい。また、前述したように電流量は水蒸気の流量に比例するものとし、減少後の電流量を、減少後の水蒸気の流量に応じて算出してもよい。なお、減少後の水蒸気の流量を減少前の流量の所定倍とする場合には、減少後の電流量を減少前の電流量の所定倍として算出してもよい。

【0037】

ここで、第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度Ｓｆ以下であり、かつ、第２ガス中のメタンの測定濃度が第１の基準濃度Ｓａ未満の場合には、第２ガス中に電解メタネーション装置１２において二酸化炭素と未反応の水素が多く含まれ、水蒸気の電気分解によって生成される水素イオンの量が多すぎると考えられる。よって、電解メタネーション装置１２に導入される水蒸気の流量を減少させるとともに電気分解に寄与する直流電流の電流量を減少させることにより、電気分解によって生成される水素イオンの量を減少させて未反応の水素を減少させることができる。これにより、生成ガスとなる第２ガス中のメタンの濃度を高めることができる。

【0038】

ここで、２回目以降のステップＳＴ１について説明する。例えば、ｎを正の整数とした場合に、ｎ回目のステップＳＴ１において、二酸化炭素測定器３１で測定された第１ガス中の二酸化炭素の測定流量がＣ１１であり、水蒸気の流量をＷ１、直流電流の電流量をＩ１に設定したとする。その後、ステップＳＴ３またはステップＳＴ５において、水蒸気の流量をＷ２、電流量をＩ２に設定したとする。その後、（ｎ＋１）回目のステップＳＴ１において、第１ガス中の二酸化炭素の測定流量がＣ１２であれば、同ステップＳＴ１において、水蒸気の流量をＷ２×（Ｃ１２÷Ｃ１１）に設定するようにしてもよいし、さらに所定の係数を乗算した値に設定するようにしてもよい。そして、直流電流の電流量をＩ２×（Ｃ１２÷Ｃ１１）に設定するようにしてもよい。ここで、Ｃ１２＝Ｃ１１の場合には、水蒸気の流量は直前のＷ２のままで変更されず、直流電流の電流量も直前のＩ２のままで変更されない。

【0039】

上記のように、ステップＳＴ１の処理では、制御装置１７は、電解メタネーション装置１２へ導入される第１ガス中の二酸化炭素の測定流量の増減に応じて、電解メタネーション装置１２へ導入される水蒸気の流量が増減するように水蒸気発生装置１１を制御するとともに、電解メタネーション装置１２へ供給される直流電流の電流量が増減するように電源装置１６を制御する。これにより、電解メタネーション装置１２での反応を効率よく行わせ、電解メタネーション装置１２から送出される第２ガス中に未反応の水素や未反応の二酸化炭素が多く含まれるのを抑制することができる。

【0040】

本実施形態のように、ガス精製装置１９にてメタン発酵装置１８で生成されたバイオガスから抽出される第１ガスの流量は変動し、また、第１ガス中の二酸化炭素濃度も変動する。例えば、ガス精製装置１９から供給される第１ガス中の二酸化炭素濃度は、９０～９５％の範囲で変動する。このように、第１ガスの流量や第１ガス中の二酸化炭素濃度の変動によって電解メタネーション装置１２に導入される第１ガス中の二酸化炭素の流量が変動する場合、上記のステップＳＴ１の処理を行うことは特に有効である。

【0041】

上記の図３に示す処理以外に、制御装置１７は、メタン濃度センサ３３で第２ガス中のメタンの濃度が測定されるたびに、メタンの測定濃度が第１の基準濃度Ｓａよりも低い所定の第２の基準濃度Ｓｂ以上であるか否かを判定している。第２の基準濃度Ｓｂは第２ガスを生成ガスとして外部へ送出する場合に目標とする最低濃度である。そして、制御装置１７は、メタン濃度センサ３３で測定されたメタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ以上の場合には、切替装置２０の開閉弁Ｂ１を開状態、開閉弁Ｂ２を閉状態とする。これにより、第２ガスは第２配管Ｐ２を通って第２配管Ｐ２の下流側端部からメタン製造システム１０Ａの生成ガスとして外部へ送出される。また、制御装置１７は、メタン濃度センサ３３で測定されたメタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ未満の場合には、切替装置２０の開閉弁Ｂ１を閉状態、開閉弁Ｂ２を開状態とする。これにより、第２ガスは返送配管Ｐ５を通じて第１配管Ｐ１へ供給され、第１ガスとともに電解メタネーション装置１２へ導入される。

【0042】

これにより、メタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ未満の第２ガスは生成ガスとして外部へ送出されず、メタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ以上の第２ガスのみが生成ガスとして第２配管Ｐ２を通って外部へ送出される。よって、第２の基準濃度Ｓｂ以上の高濃度のメタンを含む生成ガスを製造することができる。

【0043】

なお、先に述べた図３に示す処理は、切替装置２０の状態、すなわち、開閉弁Ｂ１、Ｂ２の開閉状態に関係なく実施される。

【0044】

本実施形態において、第１の基準濃度Ｓａを例えば９６％、第２の基準濃度Ｓｂを例えば９５％としてもよい。また、上記では、第２の基準濃度Ｓｂを第１の基準濃度Ｓａよりも低い濃度としたが、第１の基準濃度Ｓａと第２の基準濃度Ｓｂとを同一の濃度、例えば９５％としてもよい。

【0045】

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態のメタン製造システムの一例を示すブロック図である。図４において、図１と同一あるいは相当する部分には同一符号を付している。図４に示すメタン製造システム１０Ｂは、第１及び第２の電解メタネーション装置１２，１４を備えている。第１の電解メタネーション装置１２は、図１に示す電解メタネーション装置１２と同じものであり、第２の電解メタネーション装置１４は、第１の電解メタネーション装置１２と同様の構成を有する。

【0046】

このメタン製造システム１０Ｂは、図１に示すメタン製造システム１０Ａにおいて、開閉弁Ｂ２を備えた返送配管Ｐ５を無くし、第２の電解メタネーション装置１４を有する予備システム５１を備えている。

【0047】

予備システム５１は、第２の電解メタネーション装置１４、除湿器１５、配管Ｐ１１～Ｐ１４及び返送配管Ｐ１５等を備えている。

【0048】

導入配管Ｐ１１は、メタン濃度センサ３３と開閉弁Ｂ１との間の第２配管Ｐ２の途中の部分と第２の電解メタネーション装置１４のガスの入口とを接続している。第１の電解メタネーション装置１２から第２配管Ｐ２へ送出された第２ガスを導入配管Ｐ１１を通じて第２の電解メタネーション装置１４へ導入することができる。導入配管Ｐ１１の途中に開閉弁Ｂ３が備えられており、開閉弁Ｂ１と開閉弁Ｂ３とで切替装置２１が構成されている。開閉弁Ｂ１と開閉弁Ｂ３とは、逆の開閉状態となるように制御装置１７によって制御される。よって、第１の電解メタネーション装置１２から第２配管Ｐ２へ送出された第２ガスは、開状態の開閉弁Ｂ１を通過して第２配管Ｐ２の下流側端部から外部へ送出される場合と、開状態の開閉弁Ｂ３を通過して第２の電解メタネーション装置１４へ導入される場合とがある。このように切替装置２１によって第１の電解メタネーション装置１２から送出された第２ガスの送り先を切り替えることができる。

【0049】

第２の電解メタネーション装置１４は、上述のように第２ガスを導入配管Ｐ１１を通じて導入するとともに、水蒸気発生装置１１で発生した水蒸気を配管Ｐ１３を通じて導入する。本実施形態の水蒸気発生装置１１は、配管Ｐ３を通じて第１の電解メタネーション装置１２へ供給する水蒸気の流量を調整可能であるとともに、配管Ｐ１３を通じて第２の電解メタネーション装置１４へ供給する水蒸気の流量を調整可能である。なお、水蒸気発生装置１１は、第１の電解メタネーション装置１２へ水蒸気を供給する水蒸気発生装置と、第２の電解メタネーション装置１４へ水蒸気を供給する水蒸気発生装置とに分離されていてもよい。

【0050】

また、第２の電解メタネーション装置１４には、電源装置１６から第２の電解メタネーション装置１４が水蒸気を電気分解するために必要な直流電流が供給される。本実施形態の電源装置１６は、第１の電解メタネーション装置１２へ供給する直流電流の電流量を調整可能であるとともに、第２の電解メタネーション装置１４へ供給する直流電流の電流量を調整可能である。なお、電源装置１６は、第１の電解メタネーション装置１２へ直流電流を供給する電源装置と、第２の電解メタネーション装置１４へ直流電流を供給する電源装置とに分離されていてもよい。

【0051】

第２の電解メタネーション装置１４は、生成された水蒸気等を含むとともにメタンを含む第３ガスが送出される第１のガス出口に送出配管Ｐ１２が接続され、酸素含有水蒸気ＷＯが送出される第２のガス出口に配管Ｐ１４が接続されている。

【0052】

導入配管Ｐ１１には二酸化炭素測定器３４が設置されている。二酸化炭素測定器３４は、第２の電解メタネーション装置１４に導入される第２ガス中の二酸化炭素の流量を測定する。この二酸化炭素測定器３４は、二酸化炭素測定器３１と同様、第２ガスの流量を測定する流量センサＳ５と、第２ガス中の二酸化炭素濃度を測定する二酸化炭素濃度センサＳ６とを用いて構成することができる。二酸化炭素測定器３４の測定値である二酸化炭素の測定流量は制御装置１７へ送信される。なお、流量センサＳ５及び二酸化炭素濃度センサＳ６の測定値を制御装置１７へ送信し、制御装置１７で二酸化炭素の測定流量を算出するようにしてもよい。

【0053】

送出配管Ｐ１２には、第２の電解メタネーション装置１４の第３ガスが送出される第１のガス出口に近い方から順に、除湿器１５、二酸化炭素濃度センサ３５、メタン濃度センサ３６、開閉弁Ｂ４が備えられている。送出配管Ｐ１２の下流側端部は第２配管Ｐ２に接続されている。二酸化炭素濃度センサ３５は、第２の電解メタネーション装置１４から送出されて除湿器１５で除湿された第３ガス中の二酸化炭素の濃度を測定し、測定値である二酸化炭素の測定濃度を制御装置１７へ送信する。メタン濃度センサ３６は、除湿器１５で除湿された第３ガス中のメタンの濃度を測定し、測定値であるメタンの測定濃度を制御装置１７へ送信する。

【0054】

返送配管Ｐ１５は、送出配管Ｐ１２のメタン濃度センサ３６と開閉弁Ｂ４との間の部分と、導入配管Ｐ１１の開閉弁Ｂ３と二酸化炭素測定器３４との間の部分とを連通するように接続されている。返送配管Ｐ１５の途中には開閉弁Ｂ５が備えられている。開閉弁Ｂ４と開閉弁Ｂ５とで切替装置２２が構成されている。開閉弁Ｂ４と開閉弁Ｂ５とは、逆の開閉状態となるように制御装置１７によって制御される。よって、第２の電解メタネーション装置１４から送出配管Ｐ１２へ送出された第３ガスは、開状態の開閉弁Ｂ４を通過して第２配管Ｐ２へ供給されて第２配管Ｐ２の下流側端部から外部へ送出される場合と、開状態の開閉弁Ｂ５を通過して返送配管Ｐ１５を通って導入配管Ｐ１１へ供給される場合とがある。このように切替装置２２によって第２の電解メタネーション装置１４から送出された第３ガスの送り先を切り替えることができる。

【0055】

本実施形態では、制御装置１７は、第１実施形態の図３で示す処理と同様にして、二酸化炭素測定器３１，二酸化炭素濃度センサ３２及びメタン濃度センサ３３の測定値に基づいて、水蒸気発生装置１１に第１の電解メタネーション装置１２へ供給する水蒸気の流量を調整させるとともに、電源装置１６に第１の電解メタネーション装置１２へ供給する直流電流の電流量を調整させる。

【0056】

また、制御装置１７は、メタン濃度センサ３３で測定されたメタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ以上の場合には、切替装置２１の開閉弁Ｂ１を開状態、開閉弁Ｂ３を閉状態とする。また、制御装置１７は、メタン濃度センサ３３で測定されたメタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ未満の場合には、切替装置２１の開閉弁Ｂ１を閉状態、開閉弁Ｂ３を開状態とする。これにより、メタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ未満の第２ガスは、予備システム５１の第２の電解メタネーション装置１４へ導入され、メタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ以上の第２ガスは第２配管Ｐ２を通って生成ガスとして外部へ送出される。

【0057】

制御装置１７は、予備システム５１に対しても図３と同様の処理を行ってもよい。すなわち、運転中、二酸化炭素測定器３４、二酸化炭素濃度センサ３５及びメタン濃度センサ３６は、所定時間間隔で繰り返し測定を行い、測定するたびに測定値を制御装置１７へ送信する。そして、制御装置１７は、水蒸気発生装置１１及び電源装置１６に第１の電解メタネーション装置１２に対して供給する水蒸気の流量および直流電流の電流量を調整させる場合と同様にして、二酸化炭素測定器３４，二酸化炭素濃度センサ３５及びメタン濃度センサ３６の測定値に基づいて、水蒸気発生装置１１に第２の電解メタネーション装置１４へ供給する水蒸気の流量を調整させるとともに、電源装置１６に第２の電解メタネーション装置１４へ供給する直流電流の電流量を調整させることができる。

【0058】

また、制御装置１７は、予備システム５１のメタン濃度センサ３６で測定されたメタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ以上の場合には、切替装置２２の開閉弁Ｂ４を開状態、開閉弁Ｂ５を閉状態とする。また、制御装置１７は、メタン濃度センサ３６で測定されたメタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ未満の場合には、切替装置２２の開閉弁Ｂ４を閉状態、開閉弁Ｂ５を開状態とする。これにより、メタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ以上の第３ガスは第２配管Ｐ２へ供給され、第２配管Ｐ２を通って生成ガスとして外部へ送出される。また、メタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ未満の第３ガスは、返送配管Ｐ１５を通じて導入配管Ｐ１１へ供給され、第２ガスとともに第２の電解メタネーション装置１４へ導入される。よって、メタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ以上のガスのみが第２配管Ｐ２の下流側端部から生成ガスとして外部へ送出される。

【0059】

なお、本実施形態では、開閉弁Ｂ３を通過して第２の電解メタネーション装置１４へ導入される第２ガスは、メタンを含むガスであり、二酸化炭素は含まれるものの少量である。よって、制御装置１７は、予備システム５１に対して図３と同様の処理を全て行わなくても、ステップＳＴ１と同様の処理を行うだけで、第２の電解メタネーション装置１４から送出される第３ガスは、メタン濃度センサ３６でのメタンの測定濃度が第２の基準濃度Ｓｂ以上になりやすいと考えられる。ここで、制御装置１７が行うステップＳＴ１と同様の処理は、以下の通りである。制御装置１７は、二酸化炭素測定器３４で測定される第２の電解メタネーション装置１４へ導入されるガス中の二酸化炭素の測定流量の増減に応じて、第２の電解メタネーション装置１４へ導入される水蒸気の流量が増減するように水蒸気発生装置１１を制御するとともに、第２の電解メタネーション装置１４へ供給される直流電流の電流量が増減するように電源装置１６を制御する。これにより、第２の電解メタネーション装置１４での反応を効率よく行わせることができる。

【0060】

本実施形態においても、第１の電解メタネーション装置１２に供給される水蒸気の流量及び直流電流の電流量は、第１実施形態の場合と同様にして調整されるので、第１実施形態の場合と同様の効果が得られる。また、第１実施形態の場合と同様、本実施形態においても、第１の基準濃度Ｓａと第２の基準濃度Ｓｂとを同一の濃度としてもよい。

【0061】

上記説明から、当業者にとっては、本開示の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本開示を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本開示の精神を逸脱することなく、その構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

【0062】

（本開示のまとめ）
本開示の第１態様に係るメタン製造システムは、水蒸気を発生する水蒸気発生装置と、二酸化炭素を含む第１ガスを第１配管を通じて導入するとともに前記水蒸気発生装置で発生した水蒸気を導入し、水蒸気の電気分解により発生した水素と二酸化炭素とを反応させてなるメタンを含む第２ガスを生成し、前記第２ガスを第２配管へ送出する電解メタネーション装置と、前記電解メタネーション装置へ水蒸気の電気分解に用いる直流電流を供給する電源装置と、前記水蒸気発生装置及び前記電源装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記電解メタネーション装置から前記第２配管へ送出された前記第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度を超えたときに、前記水蒸気発生装置に前記電解メタネーション装置へ供給する水蒸気の流量を増加させるとともに、前記電源装置に前記電解メタネーション装置へ供給する直流電流の電流量を増加させる。

【0063】

ここで、第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度を超えた場合には、第２ガス中に電解メタネーション装置において未反応の二酸化炭素が多く含まれ、水蒸気の電気分解によって生成される水素イオンの量が少ないと考えられる。よって、水蒸気の流量を増加させるとともに電気分解に寄与する直流電流の電流量を増加させることにより、電気分解によって生成される水素イオンの量を増加させて二酸化炭素との化学反応を促進し、未反応の二酸化炭素を減少させてメタンの生成量を増加させることができる。これにより、生成ガスとなる第２ガス中のメタンの濃度を高めることができる。

【0064】

本開示の第２態様に係るメタン製造システムは、第１態様に係るメタン製造システムにおいて、前記制御装置は、前記電解メタネーション装置から前記第２配管へ送出された前記第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度以下であり、かつ、前記第２ガス中のメタンの測定濃度が第１の基準濃度未満であるときに、前記水蒸気発生装置に前記電解メタネーション装置へ供給する水蒸気の流量を減少させるとともに、前記電源装置に前記電解メタネーション装置へ供給する直流電流の電流量を減少させるようにしてもよい。

【0065】

ここで、第２ガス中の二酸化炭素の測定濃度が基準濃度以下であり、かつ、第２ガス中のメタンの測定濃度が第１の基準濃度未満の場合には、第２ガス中に電解メタネーション装置において二酸化炭素と未反応の水素が多く含まれ、水蒸気の電気分解によって生成される水素イオンの量が多すぎると考えられる。よって、水蒸気の流量を減少させるとともに電気分解に寄与する直流電流の電流量を減少させることにより、電気分解によって生成される水素イオンの量を減少させて未反応の水素を減少させることができる。これにより、生成ガスとなる第２ガス中のメタンの濃度を高めることができる。

【0066】

本開示の第３態様に係るメタン製造システムは、第１または第２態様に係るメタン製造システムにおいて、前記第２配管の途中に接続され、前記電解メタネーション装置から前記第２配管へ送出された前記第２ガスを前記第１配管へ供給する返送配管と、前記第２配管へ送出された前記第２ガスを前記第２配管を通じて外部へ排出するか前記返送配管を通じて前記第１配管へ供給するかを切り替える切替装置と、をさらに備え、前記制御装置は、前記第２ガス中のメタンの測定濃度が第１の基準濃度未満または第１の基準濃度よりも低い第２の基準濃度未満になったときに、前記第２ガスが前記返送配管を通じて前記第１配管へ供給されるように前記切替装置を制御するようにしてもよい。

【0067】

この構成によれば、メタンの測定濃度が第１の基準濃度未満または第２の基準濃度未満の第２ガスは外部へ送出されずに第１配管へ供給され、メタンの測定濃度が第１の基準濃度以上または第２の基準濃度以上の第２ガスのみが生成ガスとして第２配管を通って外部へ送出される。よって、第１の基準濃度以上または第２の基準濃度以上の高濃度のメタンを含む生成ガスを製造することができる。

【0068】

本開示の第４態様に係るメタン製造システムは、第１～第３態様のいずれかに係るメタン製造システムにおいて、前記制御装置は、前記電解メタネーション装置へ導入される前記第１ガス中の二酸化炭素の測定流量の増減に応じて、前記電解メタネーション装置へ導入される水蒸気の流量が増減するように前記水蒸気発生装置を制御するとともに、前記電解メタネーション装置へ供給される直流電流の電流量が増減するように前記電源装置を制御するようにしてもよい。これにより、電解メタネーション装置での反応を効率よく行わせ、電解メタネーション装置から送出される第２ガス中に含まれる未反応の水素や未反応の二酸化炭素が多くなるのを抑制することができる。

【0069】

本開示の第５態様に係るメタン製造システムは、第１または第２態様に係るメタン製造システムにおいて、前記電解メタネーション装置は第１の電解メタネーション装置であり、前記第１の電解メタネーション装置から前記第２配管へ送出された前記第２ガスを前記第２配管の途中に接続された導入配管を通じて導入するとともに前記水蒸気発生装置で発生した水蒸気を導入し、水蒸気の電気分解により発生した水素と二酸化炭素とを反応させてなるメタンを含む第３ガスを生成し、前記第３ガスを送出配管を介して前記第２配管へ送出することができ、前記電源装置から水蒸気の電気分解に用いる直流電流が供給される第２の電解メタネーション装置と、前記第２配管へ送出された前記第２ガスを前記第２配管を通じて外部へ排出するか前記導入配管を通じて前記第２の電解メタネーション装置へ供給するかを切り替える切替装置と、をさらに備え、前記制御装置は、前記第２ガス中のメタンの測定濃度が第１の基準濃度未満または第１の基準濃度よりも低い第２の基準濃度未満になったときに、前記第２ガスが前記導入配管を通じて前記第２の電解メタネーション装置へ供給されるように前記切替装置を制御するようにしてもよい。

【0070】

この構成によれば、メタンの測定濃度が第１の基準濃度未満または第２の基準濃度未満の第２ガスは外部へ送出されずに第２の電解メタネーション装置へ供給され、第２の電解メタネーション装置においてメタンの濃度がより高濃度となった第３ガスを生成することができる。また、メタンの測定濃度が第１の基準濃度以上または第２の基準濃度以上の第２ガスのみが生成ガスとして第２配管を通って外部へ送出される。よって、第１の基準濃度以上または第２の基準濃度以上の高濃度のメタンを含む生成ガスを製造することができる。

【0071】

また、第５態様に係るメタン製造システムにおいて、前記制御装置は、前記第２の電解メタネーション装置へ導入されるガス中の二酸化炭素の測定流量の増減に応じて、前記第２の電解メタネーション装置へ導入される水蒸気の流量が増減するように前記水蒸気発生装置を制御するとともに、前記第２の電解メタネーション装置へ供給される直流電流の電流量が増減するように前記電源装置を制御するようにしてもよい。これにより、第２の電解メタネーション装置での反応を効率よく行わせることができる。

【符号の説明】

【0072】

１０Ａ，１０Ｂ メタン製造システム
１１ 水蒸気発生装置
１２ 第１の電解メタネーション装置
１４ 第２の電解メタネーション装置
１６ 電源装置
１７ 制御装置
３１，３４ 二酸化炭素測定器
３２，３５ 二酸化炭素濃度センサ
３３，３６ メタン濃度センサ
Ｐ１ 第１配管
Ｐ２ 第２配管
Ｐ５ 返送配管
Ｐ１１ 導入配管
Ｐ１２ 送出配管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】