WO2024157609A1

WO2024157609A1 - 生成装置及び生成方法

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Publication number: WO2024157609A1
Application number: PCT/JP2023/043277
Authority: WO
Inventors: 拓海越後; 裕之 ▲高▼野
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Kanadevia Corp
Priority date: 2023-01-27
Filing date: 2023-12-04
Publication date: 2024-08-02
Anticipated expiration: 2025-07-27
Also published as: TW202430274A; JP2024106425A

Abstract

反応塔で生成される製品ガス中の未反応ガスの残存量を低減する。生成装置は、二酸化炭素と水素との触媒反応により製品ガスを生成する反応塔に供給される少なくとも二酸化炭素ガスを含む第１原料ガスの密度、第１原料ガスの流量の第１計測値及び第１原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出し、反応塔に供給される少なくとも水素ガスを含む第２原料ガスの密度、第２原料ガスの流量の第２計測値及び第２原料ガス中の水素濃度に基づいて、第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出し、第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量及び第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量に基づいて、第１原料ガスの流量及び第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する。

Description

生成装置及び生成方法

　本発明は、生成装置及び生成方法に関する。

　例えば、特許文献１には、気体状態の反応物の発熱反応によって、製品ガスを生成させる生成装置及び生成方法に関する技術が開示されている。

特許第６９８４０９８号公報

　反応塔内に二酸化炭素及び水素を含む原料ガスを供給し、原料ガスの発熱反応によって原料ガスから製品ガスが生成される。例えば、混合ガスやガス組成が変動するガスを原料ガスとする場合、原料ガスの流量を正確に測定できないため、原料ガスに含まれる二酸化炭素と水素との比率の調整が難しい。その結果、反応塔で生成される製品ガス中に未反応ガスが残ってしまう場合がある。

　本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、反応塔で生成される製品ガス中の未反応ガスの残存量を低減することにある。

　上記の課題を解決するための本発明は、二酸化炭素と水素との触媒反応により製品ガスを生成する反応塔と、前記反応塔に供給される少なくとも二酸化炭素ガスを含む第１原料ガスの密度を取得する第１取得部と、前記第１原料ガスの流量を計測して第１計測値を出力する第１計測部と、前記第１原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得し、前記第１原料ガスの密度、前記第１計測値及び前記第１原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出する第１算出部と、前記反応塔に供給される少なくとも水素ガスを含む第２原料ガスの密度を取得する第２取得部と、前記第２原料ガスの流量を計測して第２計測値を出力する第２計測部と、前記第２原料ガス中の水素濃度を取得し、前記第２原料ガスの密度、前記第２計測値及び前記第２原料ガス中の水素濃度に基づいて、前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出する第２算出部と、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量及び前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量に基づいて、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する制御部と、を備える生成装置である。

　上記生成装置によれば、第１原料ガスの密度、第１計測値及び第１原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出し、第２原料ガスの密度、第２計測値及び第２原料ガス中の水素濃度に基づいて、第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出する。第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と、第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量とをそれぞれ算出することで、反応塔に供給される二酸化炭素ガスと水素ガスとの比率を精度よく調整することができる。上記生成装置によれば、反応塔に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量及び反応塔に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量に基づいて、反応塔に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する。これにより、反応塔で生成される製品ガス中の未反応ガスの残存量を低減することができる。

　前記制御部は、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が所定比となるように、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。これにより、反応塔で生成される製品ガス中に未反応ガスである二酸化炭素ガス及び水素ガスが残ることが抑止される。所定比は、例えば１．０：４．０であるが、この比に限定されず、所定比は、１．０：４．０と近似する値であってもよい。反応塔に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と反応塔に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が１．０：４．０に近似するほど、反応塔で生成される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量及び水素ガスの残存量がより低減される。

　前記制御部は、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量、前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量及び前記所定比に基づいて、前記第１原料ガスの流量の第１制御値を決定し、前記第１制御値に基づいて、前記第１原料ガスの流量を制御してもよい。制御部は、反応塔に供給される第２原料ガスの流量を成り行き又は設定流量としてもよい。このような制御は、例えば、再生可能エネルギーで発生した水素ガスを可能な限り有効利用するシステムに向いている。

　前記制御部は、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量、前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量及び前記所定比に基づいて、前記第２原料ガスの流量の第２制御値を決定し、前記第２制御値に基づいて、前記第２原料ガスの流量を制御してもよい。制御部は、反応塔に供給される第１原料ガスの流量を成り行き又は設定流量としてもよい。このような制御は、例えば、分離回収した二酸化炭素ガスを可能な限り有効利用するシステムに向いている。

　前記第１原料ガスは、少なくとも二酸化炭素ガス及び水素ガスを含み、前記第１算出部は、更に、前記第１原料ガス中の水素濃度を取得し、前記第１原料ガスの密度、前記第１計測値及び前記第１原料ガス中の水素濃度に基づいて、前記第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出し、前記制御部は、更に、前記第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量と前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量とを合計した第１合計流量を算出し、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と前記第１合計流量との比が所定比となるように、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。反応塔に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と第１合計流量との比が１．０：４．０に近似するほど、反応塔で生成される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量及び水素ガスの残存量がより低減される。

　前記第２原料ガスは、少なくとも水素ガス及び二酸化炭素ガスを含み、前記第２算出部は、更に、前記第２原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得し、前記第２原料ガスの密度、前記第２計測値及び前記第２原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、前記第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出し、前記制御部は、更に、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と前記第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量とを合計した第２合計流量を算出し、前記第２合計流量と前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が所定比となるように、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。第２合計流量と反応塔に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が１．０：４．０に近似するほど、反応塔で生成される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量及び水素ガスの残存量がより低減される。

　前記第１原料ガスは、少なくとも二酸化炭素ガス及び水素ガスを含み、前記第２原料ガスは、少なくとも水素ガス及び二酸化炭素ガスを含み、前記第１算出部は、更に、前記第１原料ガス中の水素濃度を取得し、前記第１原料ガスの密度、前記第１計測値及び前記第１原料ガス中の水素濃度に基づいて、前記第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出し、前記第２算出部は、更に、前記第２原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得し、前記第２原料ガスの密度、前記第２計測値及び前記第２原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、前記第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出し、前記制御部は、更に、前記第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量と前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量とを合計した第１合計流量を算出し、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と前記第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量とを合計した第２合計流量を算出し、前記第１合計流量と前記第１合計流量との比が所定比となるように、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。第１合計流量と第２合計流量との比が１．０：４．０に近似するほど、反応塔で生成される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量及び水素ガスの残存量がより低減される。

　前記製品ガスは、メタンガス及び水素ガスを含み、上記生成装置は、前記製品ガスに含まれる水素ガスを酸素と反応させて水を生成することで前記製品ガスから水素ガスを除去する除去部を備えてもよい。除去部により製品ガスから水素ガスを除去することで、高濃度のメタンガスを含む製品ガスを得ることが可能となる。

　前記製品ガスは、メタンガス及び二酸化炭素ガスを含み、上記生成装置は、前記製品ガスに含まれる二酸化炭素ガスを吸蔵することで前記製品ガスから二酸化炭素ガスを除去する除去部を備えてもよい。除去部により製品ガスから二酸化炭素ガスが除去されることで、高濃度のメタンガスを含む製品ガスを得ることが可能となる。

　上記生成装置は、前記除去部にパージガスを供給して前記除去部に吸蔵された二酸化炭素ガスをパージするパージ部を備えてもよい。除去部に吸蔵された二酸化炭素ガスをパージすることで、除去部の吸蔵機能を回復することが可能となる。

　また、本発明は、二酸化炭素と水素との触媒反応により製品ガスを生成する反応塔を備える生成装置における製品ガスの生成方法であって、前記反応塔に供給される少なくとも二酸化炭素ガスを含む第１原料ガスの密度を取得する工程と、前記第１原料ガスの流量を計測して第１計測値を出力する工程と、前記第１原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得し、前記第１原料ガスの密度、前記第１計測値及び前記第１原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出する工程と、前記反応塔に供給される少なくとも水素ガスを含む第２原料ガスの密度を取得する工程と、前記第２原料ガスの流量を計測して第２計測値を出力する工程と、前記第２原料ガス中の水素濃度を取得し、前記第２原料ガスの密度、前記第２計測値及び前記第２原料ガス中の水素濃度に基づいて、前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出する工程と、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量及び前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量に基づいて、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する工程と、を含む生成方法であってもよい。

　上記生成方法によれば、第１原料ガスの密度、第１計測値及び第１原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出し、第２原料ガスの密度、第２計測値及び第２原料ガス中の水素濃度に基づいて、第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出する。第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と、第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量とをそれぞれ算出することで、反応塔に供給される二酸化炭素ガスと水素ガスとの比率を精度よく調整することができる。上記生成方法によれば、反応塔に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量及び反応塔に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量に基づいて、反応塔に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する。これにより、反応塔で生成される製品ガス中の未反応ガスの残存量を低減することができる。

　反応塔で生成される製品ガス中の未反応ガスの残存量を低減することができる。

図１は、実施形態に係る生成装置の構成図である。図２は、制御装置の一例を示す図である。図３は、生成装置の運転手順の流れを示すフロー図である。図４は、除去部の第１の構成を示す構成図である。図５は、二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比及び製品ガスの組成比を示す表である。図６は、除去部の第２の構成を示す構成図である。図７は、二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比及び製品ガスの組成比を示す表である。

　以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態は、本発明の実施形態の一例であり、本発明の技術的範囲を以下の態様に限定するものではない。

　図１は、実施形態に係る生成装置１００の構成図である。図１に示す生成装置１００は、例えば、原料ガス（反応ガス）である気体状態の水素と二酸化炭素の発熱反応によって、製品ガスであるメタンガスと、水とを生成する。また、上記の化学反応は可逆反応でもある。上記の発熱反応を化学反応式で表すと下記の通りである。

　ＣＯ_２＋４Ｈ_２→ＣＨ_４＋２Ｈ_２Ｏ　・・・（１）
　生成装置１００は、一段目の反応塔（反応器）１と、一段目のガス冷却用熱交換器２と、二段目の反応塔（反応器）３と、二段目のガス冷却用熱交換器４と、熱媒体ヒーター５と、熱媒体用熱交換器６と、気液分離器７、８と、除去部９と、貯留タンク１０とを備える。

　反応塔１は、触媒における原料ガスの発熱反応によって製品ガスを生成する。原料ガスは、例えば、二酸化炭素（ＣＯ_２）及び水素（Ｈ_２）を含む。反応塔１は、二酸化炭素と水素との触媒反応により製品ガスを生成する。製品ガスは、例えば、メタンガスである。原料ガスが反応塔１内に供給される。また、反応塔１は、触媒における原料ガスの発熱反応によって生成水を生成する。反応塔１とガス冷却用熱交換器２とが接続されている。反応塔１とガス冷却用熱交換器２とを接続する経路には、配管やバルブなどが設けられている。

　ガス冷却用熱交換器２は、反応塔１において生成された生成水（水蒸気）を凝縮する。ガス冷却用熱交換器２と気液分離器７とが接続されている。ガス冷却用熱交換器２と気液分離器７とを接続する経路には、配管やバルブなどが設けられている。気液分離器７は、製品ガス及び未反応の原料ガスから生成水（液体）を分離する。

　反応塔３と気液分離器７とが接続されている。反応塔３と気液分離器７とを接続する経路には、配管やバルブなどが設けられている。反応塔１で生成された製品ガス及び未反応の原料ガスは、ガス冷却用熱交換器２及び気液分離器７を経由して反応塔３へ送られる。反応塔３は、触媒における原料ガスの発熱反応によって製品ガス及び生成水を生成する。反応塔３において未反応の原料ガスから製品ガスが生成されることで、生成装置１００は、高濃度の製品ガスを生成することが可能となる。

　反応塔３とガス冷却用熱交換器４とが接続されている。反応塔３とガス冷却用熱交換器４とを接続する経路には、配管やバルブなどが設けられている。ガス冷却用熱交換器４は、反応塔３において生成された生成水（水蒸気）を凝縮する。ガス冷却用熱交換器４と気液分離器８とが接続されている。ガス冷却用熱交換器４と気液分離器８とを接続する経路には、配管やバルブなどが設けられている。気液分離器８は、製品ガス及び未反応の原料ガスから生成水（液体）を分離する。

　気液分離器８から除去部９に製品ガスが送られる。除去部９は、製品ガスに含まれる未反応の原料ガスを製品ガスから除去する。除去部９から貯留タンク１０に製品ガスが送られる。貯留タンク１０は、製品ガスを貯留する。気液分離器７及び８には、生成水を排出するための水抜き弁１１が設けられている。水抜き弁１１は、ドレントラップのような浮き具の浮力を用いて弁を開閉させるものでもよいし、あるいは電気的に水位を探知して電磁弁を開閉するものでもよい。水抜き弁１１により、気液分離器７及び８から生成水が排出される。

　反応塔１及び３には、予め触媒が充填されている。触媒は、反応式（１）を促進する触媒であれば何でもよい。触媒は、例えば、安定化元素が固溶し、正方晶系及び／又は立方晶系の結晶構造を有する安定化ジルコニア担体と、安定化ジルコニア担体に担持されるＮｉと、を備える。安定化元素は、Ｍｎ、Ｆｅ及びＣｏからなる群から選択される少なくとも１種の遷移元素が挙げられる。

　また、反応塔１及び３はジャケット構造になっており、ジャケット部分（シェル）には発熱反応が生じる反応塔内の発熱部分と熱交換する熱媒体が流出入可能となっている。熱媒体には、例えば熱媒油を用いる。熱媒体ヒーター５と反応塔１のジャケット部分とが、熱媒体が流れる配管によって接続されている。また、反応塔１のジャケット部分と反応塔３のジャケット部分とが、熱媒体が流れる配管によって接続されている。熱媒体が流れる配管には、バルブなどが設けられている。熱媒体ヒーター５は、熱媒体を加熱する加熱器である。熱媒体ヒーター５によって加熱された熱媒体は、反応塔１を通った後、反応塔３を通る。

　反応塔３のジャケット部分と熱媒体用熱交換器６とが、熱媒体が流れる配管によって接続されている。熱媒体用熱交換器６は、反応塔１及び３を通った熱媒体を冷却する。熱媒体ヒーター５と熱媒体用熱交換器６とが、熱媒体が流れる配管によって接続されている。熱媒体ヒーター５と熱媒体用熱交換器６とを接続する配管には、熱媒体用熱交換器６によって冷却された熱媒体を熱媒体ヒーター５へ送る熱媒体循環ポンプ１２が設けられている。また、熱媒体が流れる配管には調節弁１３及び１４が設けられている。調節弁１３及び１４を開閉することにより、反応塔１及び３を通った熱媒体を、熱媒体用熱交換器６を経由して熱媒体ヒーター５に送ったり、熱媒体用熱交換器６を経由せずに熱媒体ヒーター５に送ったりすることができる。熱媒体用熱交換器６、熱媒体循環ポンプ１２、調節弁１３及び１４の配置を変更すると共に、熱媒体ヒーター５によって加熱された熱媒体が、反応塔３を通った後、反応塔１を通るようにしてもよい。この場合、反応塔１と熱媒体ヒーター５とを接続する経路に熱媒体用熱交換器６、熱媒体循環ポンプ１２、調節弁１３及び１４が配置される。

　生成装置１００は、冷却塔１５及び冷却水循環ポンプ１６を備える。冷却塔１５は、熱媒体用熱交換器６において熱媒体と熱交換する冷却水を冷却する。例えば、系外から冷却塔１５に供給される水道水を冷却水として用いてもよい。冷却水循環ポンプ１６は、冷却塔１５内に供給された冷却水を、熱媒体用熱交換器６と冷却塔１５との間で循環させる。

　生成装置１００は、冷却塔１７を備える。冷却塔１７は、ガス冷却用熱交換器２及び４において生成水を凝縮させるための冷却水（冷媒）を冷却する。ガス冷却用熱交換器２、４及び冷却塔１７は、冷却水が流れる配管によって相互に接続されている。冷却塔１７によって冷却された冷却水は、ガス冷却用熱交換器２及び４を経由して冷却塔１７に戻る。冷却塔１７に替えて、チラーを用いてもよい。

　生成装置１００は、第１供給装置２１と、第２供給装置２２とを備える。反応塔１と第１供給装置２１とが配管によって接続されており、少なくとも二酸化炭素ガスを含む第１原料ガスが第１供給装置２１から反応塔１内に供給される。反応塔１と第２供給装置２２とが配管によって接続されており、少なくとも水素ガスを含む第２原料ガスが第２供給装置２２から反応塔１内に供給される。第１原料ガスは、排ガスから分離回収した二酸化炭素ガスと、二酸化炭素ガス以外のガスとを含む混合ガスであってもよい。第１原料ガスは、ガス組成が変動するガスを含んでもよい。第２原料ガスは、排ガスから分離回収した水素ガスと、水素ガス以外のガスとを含む混合ガスであってもよい。第２原料ガスは、ガス組成が変動するガスを含んでもよい。

　生成装置１００は、第１計測装置２３と、第２計測装置２４と、制御装置２５とを備える。生成装置１００は、第１原料ガスが流れる配管３１と、第２原料ガスが流れる配管３２と、第１原料ガス及び第２原料ガスが流れる配管３３とを備える。第１計測装置２３は、配管３１を流れる第１原料ガスの流量を計測することにより、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を計測する。第１計測装置２３は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を計測して第１計測値を出力する。第１計測装置２３は、第１計測部の一例である。第２計測装置２４は、配管３２を流れる第２原料ガスの流量を計測することにより、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を計測する。第２計測装置２４は、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を計測して第２計測値を出力する。第２計測装置２４は、第２計測部の一例である。第１計測値及び第２計測値は、制御装置２５に送られる。第１計測装置２３及び第２計測装置２４は、面積式流量計であるが、これに限定されず、差圧式流量計、コリオリ流量計等の他の流量計であってもよい。

　配管３１が、第１供給装置２１に接続され、配管３２が、第２供給装置２２に接続されている。配管３１及び配管３２が、配管３３に接続され、配管３３が、反応塔１に接続されている。第１原料ガスが配管３１を流れ、第２原料ガスが配管３２を流れ、第１原料ガス及び第２原料ガスが配管３３で合流する。第１原料ガス及び第２原料ガスが配管３３を介して反応塔１に供給される。生成装置１００は、配管３１に設けられた流量調節弁３４と、配管３２に設けられた流量調節弁３５と、を備える。

　図１に示す構成例では、第１原料ガス及び第２原料ガスが配管３３で合流して反応塔１に供給されているが、この構成例に限定されない。配管３１が反応塔１に接続されてもよく、第１原料ガスが配管３１を介して反応塔１に供給されてもよい。配管３２が反応塔１に接続されてもよく、第２原料ガスが配管３２を介して反応塔１に供給されてもよい。

　制御装置２５は、生成装置１００の動作全体を制御するコントローラである。また、制御装置２５は、生成装置１００の一部の動作を制御してもよい。制御装置２５は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等のシーケンサであってもよい。制御装置２５は、専用の機器により構成してもよいし、汎用のコンピュータにより構成してもよい。制御装置２５は、プロセッサ（ＣＰＵ）、メモリ、ストレージ、通信Ｉ／Ｆなどのハードウェア資源を備えている。メモリは、ＲＡＭであってもよい。ストレージは、不揮発性の記憶装置（例えばＲＯＭ、フラッシュメモリなど）であってもよい。制御装置２５の機能は、ストレージに格納されたプログラムをメモリに展開しプロセッサによって実行することにより実現される。なお、制御装置２５の構成はこれらに限られない。例えば、制御装置２５の機能の全部又は一部をＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの回路で構成してもよいし、あるいは、制御装置２５の機能の全部又は一部をクラウドサーバや他の装置で実行してもよい。

　図２は、制御装置２５の一例を示す図である。制御装置２５は、第１取得部４１と、第２取得部４２と、第１算出部４３と、第２算出部４４と、記憶部４５と、流量制御部４６とを備える。第１取得部４１は、反応塔１に供給される第１原料ガスの密度を取得する。第２取得部４２は、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度を取得する。第１算出部４３は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出する。第２算出部４４は、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出する。記憶部４５は、種々のデータを記憶する。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する。流量制御部４６は、制御部の一例である。

　第１取得部４１は、赤外線式等の第１ガス分析計の分析データを用いて、反応塔１に供給される第１原料ガスの密度を取得してもよい。第１ガス分析計は、配管３１を流れる第１原料ガスのガス組成を連続計測する。第１ガス分析計は、配管３１を流れる第１原料ガスを分析し、配管３１を流れる第１原料ガスに含まれる少なくとも１種類のガスの濃度（体積％）を測定する。記憶部４５には、種々のガスの分子量に関する分子量データが記憶されている。第１取得部４１は、第１ガス分析計の分析データと、記憶部４５に記憶された分子量データとに基づいて、配管３１を流れる第１原料ガスの密度を算出する。これにより、第１取得部４１は、反応塔１に供給される第１原料ガスの密度を取得する。生成装置１００が、第１ガス分析計を備えてもよい。第１計測装置２３が、第１ガス分析計を有してもよいし、制御装置２５が、第１ガス分析計を有してもよい。第１ガス分析計の分析データが制御装置２５に送られてもよい。反応塔１に供給される第１原料ガスの密度、及び、第１ガス分析計の分析データを、記憶部４５に記憶してもよい。

　第１取得部４１は、第１ガス密度計の測定データを用いて、反応塔１に供給される第１原料ガスの密度を取得してもよい。第１ガス密度計は、配管３１を流れる第１原料ガスの密度を測定する。生成装置１００が、第１ガス密度計を備えてもよい。第１計測装置２３が、第１ガス密度計を有してもよいし、制御装置２５が、第１ガス密度計を有してもよい。第１ガス密度計の測定データが制御装置２５に送られてもよい。第１ガス密度計の測定データを、記憶部４５に記憶してもよい。

　第２取得部４２は、赤外線式等の第２ガス分析計の分析データを用いて、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度を取得してもよい。第２ガス分析計は、配管３２を流れる第２原料ガスのガス組成を連続計測する。第２ガス分析計は、配管３２を流れる第２原料ガスを分析し、配管３２を流れる第２原料ガスに含まれる少なくとも１種類のガスの濃度（体積％）を測定する。記憶部４５には、種々のガスの分子量に関する分子量データが記憶されている。第２取得部４２は、第２ガス分析計の分析データと、記憶部４５に記憶された分子量データとに基づいて、配管３２を流れる第２原料ガスの密度を算出する。これにより、第２取得部４２は、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度を取得する。生成装置１００が、第２ガス分析計を備えてもよい。第２計測装置２４が、第２ガス分析計を有してもよいし、制御装置２５が、第２ガス分析計を有してもよい。第２ガス分析計の分析データが制御装置２５に送られてもよい。反応塔１に供給される第２原料ガスの密度、及び、第２ガス分析計の分析データを、記憶部４５に記憶してもよい。

　第２取得部４２は、第２ガス密度計の測定データを用いて、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度を取得してもよい。第２ガス密度計は、配管３２を流れる第２原料ガスの密度を測定する。生成装置１００が、第２ガス密度計を備えてもよい。第２計測装置２４が、第２ガス密度計を有してもよいし、制御装置２５が、第２ガス密度計を有してもよい。第２ガス密度計の測定データが制御装置２５に送られてもよい。第２ガス密度計の測定データを、記憶部４５に記憶してもよい。

　第１算出部４３は、反応塔１に供給される第１原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得する。第１算出部４３における二酸化炭素濃度の取得方法は、特に限定されない。ガスクロマトフィー装置等の分析計が、配管３１を流れる第１原料ガス中の二酸化炭素濃度を計測し、第１算出部４３は、計測データを取得してもよい。第１算出部４３は、第１ガス分析計の分析データを用いて、反応塔１に供給される第１原料ガス中の二酸化炭素濃度を算出することで二酸化炭素濃度を取得してもよい。第１算出部４３は、反応塔１に供給される第１原料ガスの密度、第１計測値、及び、反応塔１に供給される第１原料ガス中の二酸化炭素濃度、に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出する。

　第２算出部４４は、反応塔１に供給される第２原料ガス中の水素濃度を取得する。第２算出部４４における水素濃度の取得方法は、特に限定されない。ガスクロマトフィー装置等の分析計が、配管３２を流れる第２原料ガス中の水素濃度を計測し、第２算出部４４は、計測データを取得してもよい。第２算出部４４は、第２ガス分析計の分析データを用いて、反応塔１に供給される第２原料ガス中の水素濃度を算出することで水素濃度を取得してもよい。第２算出部４４は、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度、第２計測値、及び、反応塔１に供給される第２原料ガス中の水素濃度に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出する。

　反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量とをそれぞれ算出することで、反応塔１に供給される二酸化炭素ガスと水素ガスとの比率を精度よく調整することができる。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量、及び、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量、に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量、及び、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する。これにより、反応塔１で生成される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量及び水素ガスの残存量を低減することができる。したがって、反応塔１で生成される製品ガス中の未反応ガスの残存量を低減することができ、高濃度のメタンガスを生成することができる。

　生成装置１００によれば、第１原料ガスが、二酸化炭素ガスを含む混合ガスである場合やガス組成が変動するガスである場合でも、反応塔１で生成される製品ガス中の未反応ガスの残存量を低減することが可能であるため、高濃度のメタンガスを生成することができる。また、生成装置１００によれば、第２原料ガスが、水素ガスを含む混合ガスである場合やガス組成が変動するガスである場合でも、反応塔１で生成される製品ガス中の未反応ガスの残存量を低減することが可能であるため、高濃度のメタンガスを生成することができる。

　流量制御部４６は、流量調節弁３４を制御することにより、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を制御する。流量調節弁３４は、配管３１を流れる第１原料ガスの流量を制御する。流量制御部４６は、流量調節弁３５を制御することにより、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御する。流量調節弁３５は、配管３２を流れる第２原料ガスの流量を制御する。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を制御し、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を成り行きとしてもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を制御し、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を設定流量としてもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御し、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を成り行きとしてもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御し、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を設定流量としてもよい。

　＜運転手順＞
　生成装置１００の運転手順を説明する。図３は、生成装置１００の運転手順の流れを示すフロー図である。図３では、第１供給装置２１が起動され、第１供給装置２１は反応塔１への第１原料ガスの供給を開始しており、第２供給装置２２が起動され、第２供給装置２２は反応塔１への第２原料ガスの供給を開始している。ステップＳ１０１において、第１取得部４１は、反応塔１に供給される第１原料ガスの密度を取得する。ステップＳ１０２において、第１計測装置２３は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を計測して第１計測値を出力する。ステップＳ１０３において、第１算出部４３は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出する。

　ステップＳ１０４において、第２取得部４２は、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度を取得する。ステップＳ１０５において、第２計測装置２４は、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を計測して第２計測値を出力する。ステップＳ１０６において、第２算出部４４は、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出する。

　ステップＳ１０７において、流量制御部４６は、流量調節弁３４及び流量調節弁３５の少なくとも一方を制御することにより、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量、及び、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する。流量調節弁３４は、第１流量調節弁の一例である。流量調節弁３５は、第２流量調節弁の一例である。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量、及び、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量、に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量、及び、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する。流量制御部４６は、流量調節弁３４を制御するための制御信号を流量調節弁３４に送る。流量調節弁３４は、流量制御部４６からの制御信号に応じて、配管３１を流れる第１原料ガスの流量を制御する。流量制御部４６は、流量調節弁３５を制御するための制御信号を流量調節弁３５に送る。流量調節弁３５は、流量制御部４６からの制御信号に応じて、配管３２を流れる第２原料ガスの流量を制御する。ステップＳ１０１～Ｓ１０７は、規則的又は不規則的な間隔で繰り返し行われてもよい。ステップＳ１０１～Ｓ１０７の順番を変更してもよい。ステップＳ１０２が行われた後に、ステップＳ１０１が行われてもよい。ステップＳ１０５が行われた後に、ステップＳ１０４が行われてもよい。ステップＳ１０４～Ｓ１０６が行われた後に、ステップＳ１０１～Ｓ１０３が行われてもよい。

　流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が所定比となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。所定比は、例えば１．０：４．０であるが、この比に限定されず、所定比は、１．０：４．０と近似する値であってもよい。所定比は、１．０：４．０以上であってもよい。所定比は、１．０：４．０以上４．２以下であってもよい。所定比は、１．０：４．０以上４．１以下であってもよい。所定比は、１．０：４．０未満であってもよい。所定比は、１．０：３．８以上４．０未満であってもよい。所定比は、１．０：３．９以上４．０未満であってもよい。所定比は、１．０：３．８以上４．２以下であってもよい。所定比は、１．０：３．９以上４．１以下であってもよい。所定比を、実験又はシミュレーションによって予め求めてもよく、記憶部４５に記憶してもよい。反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が１．０：４．０に近似するほど、反応塔１で生成される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量及び水素ガスの残存量がより低減される。

　流量制御部４６は、反応塔１に供給される二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比が所定値となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。所定値は、例えば４．０であるが、この値に限定されず、所定値は、４．０と近似する値であってもよい。所定値は、４．０以上であってもよい。所定値は、４．０以上４．２以下であってもよい。所定値は、４．０以上４．１以下であってもよい。所定値は、４．０未満であってもよい。所定値は、３．８以上４．０未満であってもよい。所定値は、３．９以上４．０未満であってもよい。所定値は、３．８以上４．２以下であってもよい。所定値は、３．９以上４．１以下であってもよい。所定値を、実験又はシミュレーションによって予め求めてもよく、記憶部４５に記憶してもよい。反応塔１に供給される二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比が４に近似するほど、反応塔１で生成される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量及び水素ガスの残存量がより低減される。

　流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量、及び、所定比、に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量の第１制御値を決定してもよい。流量制御部４６は、第１制御値に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を制御してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を成り行き又は設定流量としてもよい。このような制御は、例えば、再生可能エネルギーで発生した水素ガスを可能な限り有効利用するシステムに向いている。

　流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量、及び、所定比、に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の第２制御値を決定してもよい。流量制御部４６は、第２制御値に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を成り行き又は設定流量としてもよい。このような制御は、例えば、分離回収した二酸化炭素ガスを可能な限り有効利用するシステムに向いている。また、流量制御部４６は、第１制御値に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を制御すると共に、第２制御値に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御してもよい。

　第１供給装置２１は、少なくとも二酸化炭素ガス及び水素ガスを含む第１供給ガスを反応塔１内に供給してもよい。この場合、第１算出部４３は、反応塔１に供給される第１原料ガス中の水素濃度を取得し、反応塔１に供給される第１原料ガスの密度、第１計測値、及び、反応塔１に供給される第１原料ガス中の水素濃度に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量とを合計した第１合計流量を算出してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と第１合計流量との比が所定比となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と第１合計流量との比が１．０：４．０に近似するほど、反応塔１で生成される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量及び水素ガスの残存量がより低減される。

　流量制御部４６は、第１合計流量、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量、及び、所定比に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量の第１制御値を決定してもよい。流量制御部４６は、第１制御値に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を制御してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を成り行き又は設定流量としてもよい。このような制御は、例えば、再生可能エネルギーで発生した水素ガスを可能な限り有効利用するシステムに向いている。

　流量制御部４６は、第１合計流量、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量、及び、所定比に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の第２制御値を決定してもよい。流量制御部４６は、第２制御値に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を成り行き又は設定流量としてもよい。このような制御は、例えば、分離回収した二酸化炭素ガスを可能な限り有効利用するシステムに向いている。また、流量制御部４６は、第１制御値に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を制御すると共に、第２制御値に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御してもよい。

　第２供給装置２２は、少なくとも水素ガス及び二酸化炭素ガスを含む第２供給ガスを反応塔１内に供給してもよい。この場合、第２算出部４４は、反応塔１に供給される第２原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得し、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度、第２計測値、及び、反応塔１に供給される第２原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量とを合計した第２合計流量を算出してもよい。流量制御部４６は、第２合計流量と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が所定比となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。第２合計流量と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が１．０：４．０に近似するほど、反応塔１で生成される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量及び水素ガスの残存量がより低減される。

　流量制御部４６は、第２合計流量、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量、及び、所定比に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量の第１制御値を決定してもよい。流量制御部４６は、第１制御値に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を制御してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を成り行き又は設定流量としてもよい。このような制御は、例えば、再生可能エネルギーで発生した水素ガスを可能な限り有効利用するシステムに向いている。

　流量制御部４６は、第２合計流量、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量、及び、所定比に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の第２制御値を決定してもよい。流量制御部４６は、第２制御値に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を成り行き又は設定流量としてもよい。このような制御は、例えば、分離回収した二酸化炭素ガスを可能な限り有効利用するシステムに向いている。また、流量制御部４６は、第１制御値に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を制御すると共に、第２制御値に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御してもよい。

　第１供給装置２１は、少なくとも二酸化炭素ガス及び水素ガスを含む第１供給ガスを反応塔１内に供給してもよく、第２供給装置２２は、少なくとも水素ガス及び二酸化炭素ガスを含む第２供給ガスを反応塔１内に供給してもよい。この場合、第１算出部４３は、反応塔１に供給される第１原料ガス中の水素濃度を取得し、反応塔１に供給される第１原料ガスの密度、第１計測値、及び、反応塔１に供給される第１原料ガス中の水素濃度に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出してもよい。第２算出部４４は、反応塔１に供給される第２原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得し、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度、第２計測値、及び、反応塔１に供給される第２原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出してもよい。

　流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量とを合計した第１合計流量を算出してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量とを合計した第２合計流量を算出してもよい。流量制御部４６は、第１合計流量と第２合計流量との比が所定比となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。第１合計流量と第２合計流量との比が１．０：４．０に近似するほど、反応塔１で生成される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量及び水素ガスの残存量がより低減される。

　流量制御部４６は、第１合計流量、第２合計流量、及び、所定比に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量の第１制御値を決定してもよい。流量制御部４６は、第１制御値に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を制御してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を成り行き又は設定流量としてもよい。このような制御は、例えば、再生可能エネルギーで発生した水素ガスを可能な限り有効利用するシステムに向いている。

　流量制御部４６は、第１合計流量、第２合計流量、及び、所定比に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の第２制御値を決定してもよい。流量制御部４６は、第２制御値に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を成り行き又は設定流量としてもよい。このような制御は、例えば、分離回収した二酸化炭素ガスを可能な限り有効利用するシステムに向いている。

　以下に実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、それらに限定されない。実施例における条件は一例であり、本発明は、下記の条件に限定されない。
　＜実施例＞
　実施例では、二酸化炭素ガス（ＣＯ_２ガス）及び窒素ガス（Ｎ_２ガス）を含む第１原料ガスが第１供給装置２１から反応塔１内に供給され、水素ガス（Ｈ_２ガス）及び二酸化炭素ガス（ＣＯ_２ガス）を含む第２原料ガスが第２供給装置２２から反応塔１内に供給される。第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの濃度は８０％であり、第１原料ガスに含まれる窒素ガスの濃度は２０％である。第２原料ガスに含まれる水素ガスの濃度は９５％であり、第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの濃度は５％である。第１原料ガスは、ＣＯ_２リッチガスであり、第２原料ガスは、Ｈ_２リッチガスである。

　第１取得部４１は、反応塔１に供給される第１原料ガスの密度を取得する。ＣＯ_２の分子量は４４であり、Ｎ_２の分子量は２８であるので、第１原料ガスの分子量は４４×０．８＋２８×０．２＝４０．８（ｇ／ｍｏｌ）である。標準状態（０℃、１ａｔｍ）では、理想気体１ｍｏｌの体積は２２．４Ｌである。標準状態での第１原料ガスの密度は、４０．８ｇ／２２．４Ｌ＝１．８２ｇ／Ｌ（＝１８２０ｇ／ｍ^３）である。

　第１計測装置２３は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を計測して第１計測値を出力する。第１計測装置２３は、設計条件のガス密度で第１原料ガスの流量（体積流量）を計測する。設計条件のガス密度は、第１原料ガス中の二酸化炭素濃度が１００％である場合の第１原料ガスの密度（１９６４ｇ／ｍ^３）である。例えば、第１計測値＝１００Ｎｍ^３／ｈである。

　第１算出部４３は、反応塔１に供給される第１原料ガス中の二酸化炭素濃度（８０％）を取得する。第１算出部４３は、反応塔１に供給される第１原料ガスの密度（１８２０ｇ／ｍ^３）、第１計測値（１００Ｎｍ^３／ｈ）、及び、反応塔１に供給される第１原料ガス中の二酸化炭素濃度（８０％）、に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出する。

　第１計測装置２３は、設定条件のガス密度（第１原料ガス中の二酸化炭素濃度が１００％である場合の第１原料ガスの密度＝１９６４ｇ／ｍ^３）を元に、第１計測値（１００Ｎｍ^３／ｈ）を出力する。しかし、反応塔１に供給される第１原料ガス中の二酸化炭素濃度は１００％ではないので、第１計測値（１００Ｎｍ^３／ｈ）を補正する必要がある。そのため、第１算出部４３は、設計条件のガス密度及び第１原料ガスの密度を用いて、第１計測値（１００Ｎｍ^３／ｈ）を補正する。補正後の第１計測値は、１００Ｎｍ^３／ｈ×（１９６４／１８２０）＾０．５＝１０３．８Ｎｍ^３／ｈである。第１算出部４３は、補正後の第１計測値（１０３．８Ｎｍ^３／ｈ）に反応塔１に供給される第１原料ガス中の二酸化炭素濃度（８０％）を掛けて、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量（８３Ｎｍ^３／ｈ）を算出する。

　第２取得部４２は、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度を取得する。Ｈ_２の分子量は２であり、ＣＯ_２の分子量は４４であるので、第２原料ガスの分子量は２×０．９５＋４４×０．０５＝４．１（ｇ／ｍｏｌ）である。標準状態での第２原料ガスの密度は、４．１ｇ／２２．４Ｌ＝０．１８３ｇ／Ｌ（＝１８３ｇ／ｍ^３）である。

　第２計測装置２４は、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を計測して第２計測値を出力する。第２計測装置２４は、設計条件のガス密度で第２原料ガスの流量（体積流量）を計測する。設計条件のガス密度は、第２原料ガス中の水素濃度が１００％である場合の第２原料ガスの密度（８９．３ｇ／ｍ^３）である。例えば、第２計測値＝４００Ｎｍ^３／ｈである。

　第２算出部４４は、反応塔１に供給される第２原料ガス中の水素濃度（９５％）を取得する。第２算出部４４は、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度（１８３ｇ／ｍ^３）、第２計測値（４００Ｎｍ^３／ｈ）、及び、反応塔１に供給される第２原料ガス中の水素濃度（９５％）、に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素炭素ガスの流量を算出する。第２計測装置２４は、設定条件のガス密度（第２原料ガス中の水素濃度が１００％である場合の第２原料ガスの密度＝８９．３ｇ／ｍ^３）を元に、第２計測値（４００Ｎｍ^３／ｈ）を出力する。しかし、反応塔１に供給される第２原料ガス中の水素濃度は１００％ではないので、第２計測値（４００Ｎｍ^３／ｈ）を補正する必要がある。そのため、第２算出部４４は、設計条件のガス密度及び第２原料ガスの密度を用いて、第２計測値（４００Ｎｍ^３／ｈ）を補正する。補正後の第２計測値は、４００Ｎｍ^３／ｈ×（８９．３／１８３）＾０．５＝２７９Ｎｍ^３／ｈである。第２算出部４４は、補正後の第２計測値（２７９Ｎｍ^３／ｈ）に反応塔１に供給される第２原料ガス中の水素濃度（９５％）を掛けて、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量（２６５Ｎｍ^３／ｈ）を算出する。

　第２算出部４４は、反応塔１に供給される第２原料ガス中の二酸化炭素濃度（５％）を取得する。第２算出部４４は、反応塔１に供給される第２原料ガスの密度（１８３ｇ／ｍ^３）、第２計測値（４００Ｎｍ^３／ｈ）、及び、反応塔１に供給される第２原料ガス中の二酸化炭素濃度（５％）、に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出する。第２算出部４４は、設計条件のガス密度及び第２原料ガスの密度を用いて、第２計測値（４００Ｎｍ^３／ｈ）を補正する。補正後の第２計測値は、４００Ｎｍ^３／ｈ×（８９．３／１８３）＾０．５＝２７９Ｎｍ^３／ｈである。第２算出部４４は、補正後の第２計測値（２７９Ｎｍ^３／ｈ）に反応塔１に供給される第２原料ガス中の二酸化炭素濃度（５％）を掛けて、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量（１４Ｎｍ^３／ｈ）を算出する。第２算出部４４は、補正後の第２計測値（２７９Ｎｍ^３／ｈ）に反応塔１に供給される第２原料ガス中の二酸化炭素濃度（５％）を掛けて、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量（１４Ｎｍ^３／ｈ）を算出する。

　流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量（８３Ｎｍ^３／ｈ）、及び、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量（２９６．２Ｎｍ^３／ｈ）、に基づいて、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量、及び、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する。

　流量制御部４６が、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御する場合の一例について説明する。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量（８３Ｎｍ^３／ｈ）と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量（１４Ｎｍ^３／ｈ）とを合計した第１合計流量（９７Ｎｍ^３／ｈ）を算出する。

　流量制御部４６は、第１合計流量と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が所定比（１．０：４．０）となるように、反応塔１に供給される第２原料ガスの流量を制御する。なお、第１合計流量が９７Ｎｍ^３／ｈであり、反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量が２６５Ｎｍ^３／ｈである場合、第１合計流量と反応塔１に供給される第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比は、１．０：２．７である。

　流量制御部４６は、下記式（２）に基づいて、反応塔１に供給される第２原料ガスの目標流量を算出する。
　（８３＋１４）×（Ａ／２７９）：２６５×（Ａ／２７９）＝１．０：４．０　・・・（２）
　流量制御部４６は、反応塔１に供給される第２原料ガスの目標流量として、Ａ＝４４３（Ｎｍ^３／ｈ）を算出する。

　流量制御部４６は、第２計測値が目標計測値となるように、第２原料ガスの流量を制御する。流量制御部４６は、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量を成り行き又は設定流量とする。流量制御部４６は、下記式（３）に基づいて、目標計測値を算出する。
　目標計測値＝４４３／（８９．３／１８３）＾０．５＝６３４（Ｎｍ^３／ｈ）　・・・（３）

　上記では、標準状態での第１原料ガスの密度及び標準状態での第２原料ガスの密度を用いているが、これに限定されない。圧力及び温度を計測して、計測した圧力及び温度に基づいて、第１原料ガスの密度及び第２原料ガスの密度を補正してもよい。

　次いで、除去部９について説明する。除去部９は、気液分離器８から除去部９に送られた製品ガスから未反応の原料ガスを除去する。図４は、除去部９の第１の構成を示す構成図である。図４では、第１の構成を有する除去部９を除去部９Ａと示す。除去部９Ａは、タンク６１と、タンク６１に接続された配管６２、６３、６４と、ガス分析計６５と、酸素ガス供給部６６と、二酸化炭素ガス供給部６７と、制御部６８と、温度センサ６９とを備える。除去部９Ａは、メタンガス及び水素ガスを含む製品ガスから水素ガスを除去する。

　図５は、反応塔１に供給される二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比（Ｈ_２／ＣＯ_２比）、及び、反応塔３から送出される製品ガスの組成比（％）を示す表である。図５のＮ．Ｄ．は、検出不能を意味する。図５に示すように、Ｈ_２／ＣＯ_２比が４．０５以上である場合、反応塔３から送出される製品ガスにはメタンガス及び水素ガスが含まれているが、反応塔３から送出される製品ガスには二酸化炭素ガスが含まれていない。Ｈ_２／ＣＯ_２比を４．０５以上にすることで、反応塔３から送出される製品ガスが二酸化炭素ガスを含まないようにすることが可能である。

　流量制御部４６は、反応塔１に供給される二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比が４．０以上となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比が４．０以上４．２以下（好ましくは４．０以上４．１以下）となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。このような制御により、反応塔３から送出される製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量が低減されると共に、反応塔３から送出される製品ガスがメタンガス及び水素ガスを含むことになる。

　タンク６１内には、充填剤が収容されている。タンク６１は、２つ以上のガス供給ポート及びノズル等を有する。メタンガス及び水素ガスを含む製品ガスが気液分離器８からタンク６１内に供給される。製品ガスは、配管６２内を流れてタンク６１内に送られる。ガス分析計６５は、配管６２内を流れる製品ガスを分析し、製品ガス中の水素ガスの濃度を算出する。

　酸素ガス供給部６６からタンク６１内に酸素ガスが供給される。酸素ガス供給部６６は、酸素ガスを供給可能な固体高分子型水電解装置、アルカリ水電解装置等であってもよいし、酸素ガスを貯留可能なガスボンベ、貯留タンク等であってもよい。酸素ガスは、配管６３内を流れてタンク６１内に送られる。配管６３は、配管６３Ａ～６３Ｄに分岐しており、複数の箇所からタンク６１内に酸素ガスが送られる。配管６３Ａは、タンク６１における製品ガスの供給口に最も近い位置に配置され、配管６３Ｄは、タンク６１における製品ガスの供給口から最も遠い位置に配置されている。

　配管６３Ａ～６３Ｄに調節弁７１Ａ～７１Ｄが設けられている。制御部６８は、酸素ガス供給部６６を制御することにより、タンク６１への酸素ガスの供給の開始及び停止を制御する。制御部６８は、調節弁７１Ａ～７１Ｄを制御することにより、タンク６１内に供給される酸素ガスの流量を制御する。調節弁７１Ａは、配管６３Ａを流れる酸素ガスの流量を制御する。調節弁７１Ｂは、配管６３Ｂを流れる酸素ガスの流量を制御する。調節弁７１Ｃは、配管６３Ｃを流れる酸素ガスの流量を制御する。調節弁７１Ｄは、配管６３Ｄを流れる酸素ガスの流量を制御する。制御部６８は、調節弁７１Ａ～７１Ｄの開閉を制御することにより、タンク６１への酸素ガスの供給の開始及び停止を制御してもよい。

　二酸化炭素ガス供給部６７からタンク６１内に二酸化炭素ガスが供給される。二酸化炭素ガス供給部６７は、二酸化炭素ガスを貯留可能なガスボンベ、貯留タンク等であってもよい。第１供給装置２１から二酸化炭素ガスをタンク６１内に供給してもよい。二酸化炭素ガスは、配管６４内を流れてタンク６１内に送られる。配管６４に調節弁７２が設けられている。制御部６８は、二酸化炭素ガス供給部６７又は第１供給装置２１を制御することにより、タンク６１への二酸化炭素ガスの供給の開始及び停止を制御する。制御部６８は、調節弁７２を制御することにより、タンク６１内に供給される二酸化炭素ガスの流量を制御する。調節弁７２は、配管６４を流れる二酸化炭素ガスの流量を制御する。制御部６８は、調節弁７２の開閉を制御することにより、タンク６１への二酸化炭素ガスの供給の開始及び停止を制御してもよい。

　タンク６１内に供給された製品ガスに含まれる水素ガスと、タンク６１内に供給された酸素ガスとを反応させることにより生成水（水蒸気）が生成され、製品ガスから水素ガスが除去される。除去部９Ａは、タンク６１内を加熱するヒーター（加熱部）を備えてもよい。除去部９Ａは、タンク６１内で水素ガスと酸素ガスとを反応させて生成水を生成する際、タンク６１内を加熱してもよい。制御部６８は、製品ガス中の水素濃度に応じて、タンク６１内に供給される酸素ガスの流量を制御する。製品ガス中の水素濃度が比較的高い場合、タンク６１における製品ガスの供給口に近いポートから供給される酸素濃度は、爆発限界を超えない程度に制御される。配管６３Ａ～６３Ｄを流れる酸素ガスの流量が配管６３Ａから配管６３Ｄに向かって増加するように、制御部６８は、調節弁７１Ａ～７１Ｄを制御して、配管６３Ａ～６３Ｄを流れる酸素ガスの流量を制御する。

　除去部９Ａは、熱交換器（コンデンサー）７３及び気液分離器７４を備える。タンク６１から製品ガス及び水蒸気が熱交換器７３に送られる。熱交換器７３は、タンク６１で生成された生成水を凝縮する。熱交換器７３と気液分離器７４とが接続されている。熱交換器７３と気液分離器７４とを接続する経路には、配管やバルブなどが設けられている。気液分離器７４は、製品ガスから生成水（液体）を分離する。気液分離器７４には、生成水を排出するための水抜き弁７５が設けられている。水抜き弁７５は、ドレントラップのような浮き具の浮力を用いて弁を開閉させるものでもよいし、あるいは電気的に水位を探知して電磁弁を開閉するものでもよい。水抜き弁７５により、気液分離器７４から生成水が排出される。

　製品ガスから生成水を分離した後の製品ガスにはメタンガス及び水蒸気が含まれている。固体高分子型水電解装置、アルカリ水電解装置、ガスボンベ、貯留タンク等から供給されるＤｒｙ－Ｈ_２ガスを製品ガスに通すことで、製品ガスを乾燥させてもよい。Ｄｒｙ－Ｈ_２ガスは、製品ガスに通した後にＷｅｔ－Ｈ_２ガスになる。Ｗｅｔ－Ｈ_２ガスは、第２原料ガスとして利用してもよい。Ｗｅｔ－Ｈ_２ガスは、反応塔１及び反応塔３の少なくとも一方に供給されてもよい。気液分離器７４から貯留タンク１０に水素ガスが除去された製品ガスが送られる。

　除去部９Ａにより製品ガスから水素ガスを分離及び除去することで、製品ガス中の水素ガスの残存量が低減され、高濃度のメタンガスを含む製品ガスを得ることが可能となる。製品ガスから分離した水素ガスを第２原料ガスとして利用したり、製品ガスから分離した水素ガスを反応塔１及び反応塔３の少なくとも一方に供給したりすることで、エネルギーの損失を抑えることが可能となる。

　図６は、除去部９の第２の構成を示す構成図である。図６では、第２の構成を有する除去部９を除去部９Ｂと示す。除去部９Ｂは、タンク８１、８２と、タンク８１、８２に接続された配管８３～８６と、制御部８７とを備える。除去部９Ｂは、メタンガス及び二酸化炭素ガスを含む製品ガスから二酸化炭素ガスを除去する。図６に示す除去部９Ａは、２つのタンクを備えているが、これに限定されず、除去部９Ａは、３つ以上のタンクを備えてもよい。

　図７は、反応塔１に供給される二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比（Ｈ_２／ＣＯ_２比）、及び、反応塔３から送出される製品ガスの組成比（％）を示す表である。図７に示すように、Ｈ_２／ＣＯ_２比が４．０未満である場合、反応塔３から送出される製品ガスに含まれる水素ガスと比べて、反応塔３から送出される製品ガスに含まれる二酸化炭素ガスが多い。

　流量制御部４６は、反応塔１に供給される二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比が４．０未満となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。流量制御部４６は、反応塔１に供給される二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比が３．５以上４．０未満となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御してもよい。このような制御により、反応塔３から送出される製品ガス中の水素ガスの残存量が低減されると共に、反応塔３から送出される製品ガスがメタンガス及び二酸化炭素ガスを含むことになる。

　タンク８１、８２内には、酸化カルシウム等の吸蔵材料が収容されている。メタンガス及び二酸化炭素ガスを含む製品ガスが気液分離器８からタンク８１内に供給される。製品ガスは、配管８３内を流れてタンク８１、８２内に送られる。タンク８１、８２内に製品ガスを供給する前に、固体高分子型水電解装置、アルカリ水電解装置、ガスボンベ、貯留タンク等から供給されるＤｒｙ－Ｈ_２ガスを製品ガスに通すことで、製品ガスを乾燥させてもよい。Ｄｒｙ－Ｈ_２ガスは、製品ガスに通した後にＷｅｔ－Ｈ_２ガスになる。Ｗｅｔ－Ｈ_２ガスは、第２原料ガスとして利用してもよい。Ｗｅｔ－Ｈ_２ガスは、反応塔１及び反応塔３の少なくとも一方に供給されてもよい。

　配管８３は、配管８３Ａ、８３Ｂに分岐している。配管８３Ａに調節弁９１が設けられ、配管８３Ｂに調節弁９２が設けられている。制御部８７は、調節弁９１、９２を制御する。調節弁９１は、配管８３Ａにおける製品ガスの流れを制御する。調節弁９２は、配管８３Ｂにおける製品ガスの流れを制御する。調節弁９１が開かれ、調節弁９２が閉じられることで、製品ガスが配管８３Ａを流れてタンク８１内に供給され、タンク８２内に製品ガスが供給されない。調節弁９１が閉じられ、調節弁９２が開かれることで、製品ガスが配管８３Ｂを流れてタンク８２内に供給され、タンク８１内に製品ガスが供給されない。

　タンク８１内に製品ガスを供給し、タンク８１内の吸蔵材料が製品ガスに含まれる二酸化炭素ガスを吸蔵することで製品ガスから二酸化炭素ガスを除去する。酸化カルシウム等の吸蔵材料はメタンガスをほとんど吸着しないため、製品ガスから二酸化炭素ガスのみを除去することができる。したがって、高純度のメタンガスを含む製品ガスを得ることができる。

　タンク８１に配管８５が接続されている。配管８５は、配管８５Ａ、８５Ｂに分岐している。配管８５Ａに調節弁９５が設けられ、配管８５Ｂに調節弁９６が設けられている。タンク８２に配管８６が接続されている。配管８６は、配管８６Ａ、８６Ｂに分岐している。配管８６Ａは、配管８５Ａに接続されている。配管８６Ｂは、配管８５Ｂに接続されている。配管８６Ａに調節弁９７が設けられ、配管８６Ｂに調節弁９８が設けられている。制御部８７は、調節弁９５～９８を制御する。調節弁９５は、配管８５Ａにおける製品ガスの流れを制御する。調節弁９６は、配管８５Ｂにおける製品ガスの流れを制御する。調節弁９７は、配管８６Ａにおける製品ガスの流れを制御する。調節弁９８は、配管８６Ｂにおける製品ガスの流れを制御する。調節弁９５が開かれ、調節弁９６～９８が閉じられることで、二酸化炭素ガスが除去された製品ガスが配管８５Ａを流れて貯留タンク１０に送られる。

　タンク８１に充填された吸蔵材料は、許容吸着量以上の二酸化炭素ガスを吸蔵できない。そのため、タンク８１に充填された吸蔵材料が所定量の二酸化炭素ガスを吸着した場合、タンク８２内に製品ガスを供給する。タンク８２内に製品ガスを供給し、タンク８２内の吸蔵材料が製品ガスに含まれる二酸化炭素ガスを吸蔵することで製品ガスから二酸化炭素ガスを除去する。酸化カルシウム等の吸蔵材料はメタンガスをほとんど吸着しないため、製品ガスから二酸化炭素ガスのみを除去することができる。したがって、高純度のメタンガスを含む製品ガスを得ることができる。調節弁９５、９７が開かれ、調節弁９６、９８が閉じられることで、二酸化炭素ガスが除去された製品ガスが配管８５Ａ、８６Ａを流れて貯留タンク１０に送られる。

　生成装置１００は、水素ガス供給部８８を備える。二酸化炭素ガスを吸蔵したタンク８１、８２内に水素ガス供給部８８から水素ガスを供給する。水素ガス供給部８８は、水素ガスを貯留可能なガスボンベ、貯留タンク等であってもよい。第２供給装置２２から水素ガスをタンク８１、８２内に供給してもよい。水素ガスは、配管８４内を流れてタンク８１、８２内に送られる。配管８４は、配管８４Ａ、８４Ｂに分岐している。配管８４Ａに調節弁９３が設けられ、配管８４Ｂに調節弁９４が設けられている。制御部８７は、調節弁９３、９４を制御する。調節弁９３、９４が開かれることで、水素ガスが配管８４Ａを流れてタンク８１内に供給されると共に、水素ガスが配管８４Ｂを流れてタンク８２内に供給される。調節弁９３が開かれ、調節弁９４が閉じられることで、水素ガスが配管８４Ａを流れてタンク８１内に供給され、タンク８２内に水素ガスが供給されない。調節弁９３が閉じられ、調節弁９４が開かれることで、水素ガスが配管８４Ｂを流れてタンク８２内に供給され、タンク８１内に水素ガスが供給されない。

　生成装置１００は、加熱部８９を備える。加熱部８９は、ヒーターを有してもよい。加熱部８９は、ヒーターの発熱を利用してタンク８１、８２内を加熱してもよい。加熱部８９は、反応塔１における反応熱及び反応塔３における反応熱の少なくとも一方を利用してタンク８１、８２内を加熱してもよい。タンク８１、８２内への水素ガスの供給を開始した後、加熱部８９がタンク８１、８２内を加熱することにより、タンク８１、８２内の吸蔵材料から二酸化炭素ガスが離脱する。このように、除去部９Ｂにパージガスである水素ガスを供給して除去部９Ｂに吸蔵された二酸化炭素ガスをパージする。水素ガス供給部８８及び加熱部８９は、パージ部の一例である。タンク８１、８２内の吸蔵材料から二酸化炭素ガスが離脱することで、タンク８１、８２内の吸蔵材料の吸蔵機能が回復する。このように、除去部９Ｂに吸蔵された二酸化炭素ガスをパージすることで、除去部９Ｂの吸蔵機能を回復することが可能となる。タンク８１、８２内の吸蔵材料が製品ガスに含まれる二酸化炭素ガスを吸蔵する際、タンク８１、８２内が低温であることが好ましいため、除去部９Ｂに吸蔵された二酸化炭素ガスをパージした後は、タンク８１、８２内の加熱を停止する。

　調節弁９６が開かれ、調節弁９５、９７、９８が閉じられることで、タンク８１内に供給された水素ガス及びタンク８１内の吸蔵材料から離脱した二酸化炭素ガスが配管８５Ｂを流れる。調節弁９６、９８が開かれ、調節弁９５、９７が閉じられることで、タンク８２内に供給された水素ガス及びタンク８２内の吸蔵材料から離脱した二酸化炭素ガスが配管８５Ｂを流れる。調節弁９６、９８が開かれ、調節弁９５、９７が閉じられることで、タンク８１、８２内に供給された水素ガス及びタンク８１、８２内の吸蔵材料から離脱した二酸化炭素ガスが配管８５Ｂを流れる。配管８５Ｂを流れる水素ガス及び二酸化炭素ガスは、第１原料ガス又は第２原料ガスとして利用してもよい。配管８５Ｂを流れる水素ガス及び二酸化炭素ガスは、反応塔１及び反応塔３の少なくとも一方に供給されてもよい。配管８５Ｂを流れる水素ガス及び二酸化炭素ガスは、ガスミキサーやバッファタンクに供給されてもよい。

　水素ガス供給部８８に替えて、水素ガスと異なる他ガスをタンク８１、８２内に供給する供給部を用いてもよい。他ガスは、タンク８１、８２内の吸蔵材料から二酸化炭素ガスを離脱することが可能なガスであればよい。既知の分離方法により配管８５Ｂを流れる水素ガス及び二酸化炭素ガスから水素ガスを分離して、二酸化炭素ガスを高純度化してもよい。また、既知の分離方法により配管８５Ｂを流れる他ガス及び二酸化炭素ガスから他ガスを分離して、二酸化炭素ガスを高純度化してもよい。高純度化された二酸化炭素ガスは、第１原料ガス又は第２原料ガスとして利用してもよい。高純度化された二酸化炭素ガスは、反応塔１及び反応塔３の少なくとも一方に供給されてもよい。高純度化された二酸化炭素ガスは、ガスミキサーやバッファタンクに供給されてもよい。また、高純度化された二酸化炭素ガスは、例えば、炭酸飲料やドライアイス用原料として利用してもよい。

　除去部９Ｂにより製品ガスから二酸化炭素ガスが分離及び除去されることで、製品ガス中の二酸化炭素ガスの残存量が低減され、高濃度のメタンガスを含む製品ガスを得ることが可能となる。製品ガスから分離した二酸化炭素ガスを第２原料ガスとして利用したり、製品ガスから分離した二酸化炭素ガスを反応塔１及び反応塔３の少なくとも一方に供給したりすることで、エネルギーの損失を抑えることが可能となる。

　制御部６８、８７は、専用の機器により構成してもよいし、汎用のコンピュータにより構成してもよい。制御部６８、８７は、プロセッサ（ＣＰＵ）、メモリ、ストレージ、通信Ｉ／Ｆなどのハードウェア資源を備えている。メモリは、ＲＡＭであってもよい。ストレージは、不揮発性の記憶装置（例えばＲＯＭ、フラッシュメモリなど）であってもよい。制御部６８、８７の機能は、ストレージに格納されたプログラムをメモリに展開しプロセッサによって実行することにより実現される。なお、制御部６８、８７の構成はこれらに限られない。例えば、制御部６８、８７の機能の全部又は一部をＡＳＩＣやＦＰＧＡなどの回路で構成してもよいし、あるいは、制御部６８、８７の機能の全部又は一部をクラウドサーバや他の装置で実行してもよい。また、制御装置２５が、制御部６８、８７の機能の全部又は一部を実行してもよい。

　除去部９は、除去部９Ａの構成及び除去部９Ｂの構成を有してもよい。除去部９は、気液分離器８から送られる製品ガス中の二酸化炭素濃度及び水素濃度に応じて、製品ガスの供給先を除去部９Ａにしてもよいし、製品ガスの供給先を除去部９Ｂにしてもよい。除去部９は、気液分離器８から送られる製品ガス中の二酸化炭素濃度及び水素濃度に応じて、製品ガスの供給先を除去部９Ａから除去部９Ｂに切り替えてもよい。除去部９は、気液分離器８から送られる製品ガス中の二酸化炭素濃度及び水素濃度に応じて、製品ガスの供給先を除去部９Ｂから除去部９Ａに切り替えてもよい。流量制御部４６が、反応塔１に供給される二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比が４．０以上となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御した場合、除去部９は、製品ガスの供給先を除去部９Ａにしてもよい。流量制御部４６が、反応塔１に供給される二酸化炭素ガスの流量に対する水素ガスの流量の比が４．０未満となるように、反応塔１に供給される第１原料ガスの流量及び反応塔１に供給される第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御した場合、除去部９は、製品ガスの供給先を除去部９Ｂにしてもよい。

　また、上記で説明した各処理は、生成装置１００における製品ガスの生成方法或いは生成装置１００の運転方法などとして捉えてもよい。上記で説明した各処理ないし機能の少なくとも一部を有する生成システムや運転システムとして捉えてもよい。なお、上記手段および処理の各々は可能な限り互いに組み合わせて本発明を構成することができる。

１，３・・反応塔；２，４・・ガス冷却用熱交換器；５・・熱媒体ヒーター；６・・熱媒体用熱交換器；７，８・・気液分離器；９，９Ａ，９Ｂ・・除去部；１０・・貯留タンク；２１・・第１供給装置；２２・・第２供給装置；２３・・第１計測装置；２４・・第２計測装置；２５・・制御装置；３４，３５・・流量調節弁；４１・・第１取得部；４２・・第２取得部；４３・・第１算出部；４４・・第２算出部；４５・・記憶部；４６・・流量制御部；１００・・生成装置

Claims

　二酸化炭素と水素との触媒反応により製品ガスを生成する反応塔と、
　前記反応塔に供給される少なくとも二酸化炭素ガスを含む第１原料ガスの密度を取得する第１取得部と、
　前記第１原料ガスの流量を計測して第１計測値を出力する第１計測部と、
　前記第１原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得し、前記第１原料ガスの密度、前記第１計測値及び前記第１原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出する第１算出部と、
　前記反応塔に供給される少なくとも水素ガスを含む第２原料ガスの密度を取得する第２取得部と、
　前記第２原料ガスの流量を計測して第２計測値を出力する第２計測部と、
　前記第２原料ガス中の水素濃度を取得し、前記第２原料ガスの密度、前記第２計測値及び前記第２原料ガス中の水素濃度に基づいて、前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出する第２算出部と、
　前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量及び前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量に基づいて、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する制御部と、
　を備える生成装置。
　前記制御部は、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が所定比となるように、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する、
　請求項１に記載の生成装置。
　前記制御部は、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量、前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量及び前記所定比に基づいて、前記第１原料ガスの流量の第１制御値を決定し、前記第１制御値に基づいて、前記第１原料ガスの流量を制御する、
　請求項２に記載の生成装置。
　前記制御部は、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量、前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量及び前記所定比に基づいて、前記第２原料ガスの流量の第２制御値を決定し、前記第２制御値に基づいて、前記第２原料ガスの流量を制御する、
　請求項２又は３に記載の生成装置。
　前記第１原料ガスは、少なくとも二酸化炭素ガス及び水素ガスを含み、
　前記第１算出部は、更に、前記第１原料ガス中の水素濃度を取得し、前記第１原料ガスの密度、前記第１計測値及び前記第１原料ガス中の水素濃度に基づいて、前記第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出し、
　前記制御部は、更に、前記第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量と前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量とを合計した第１合計流量を算出し、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と前記第１合計流量との比が所定比となるように、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する、
　請求項１に記載の生成装置。
　前記第２原料ガスは、少なくとも水素ガス及び二酸化炭素ガスを含み、
　前記第２算出部は、更に、前記第２原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得し、前記第２原料ガスの密度、前記第２計測値及び前記第２原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、前記第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出し、
　前記制御部は、更に、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と前記第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量とを合計した第２合計流量を算出し、前記第２合計流量と前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量との比が所定比となるように、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する、
　請求項１に記載の生成装置。
　前記第１原料ガスは、少なくとも二酸化炭素ガス及び水素ガスを含み、
　前記第２原料ガスは、少なくとも水素ガス及び二酸化炭素ガスを含み、
　前記第１算出部は、更に、前記第１原料ガス中の水素濃度を取得し、前記第１原料ガスの密度、前記第１計測値及び前記第１原料ガス中の水素濃度に基づいて、前記第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出し、
　前記第２算出部は、更に、前記第２原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得し、前記第２原料ガスの密度、前記第２計測値及び前記第２原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、前記第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出し、
　前記制御部は、更に、前記第１原料ガスに含まれる水素ガスの流量と前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量とを合計した第１合計流量を算出し、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量と前記第２原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量とを合計した第２合計流量を算出し、前記第１合計流量と前記第１合計流量との比が所定比となるように、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する、
　請求項１に記載の生成装置。
　前記製品ガスは、メタンガス及び水素ガスを含み、
　前記製品ガスに含まれる水素ガスを酸素と反応させて水を生成することで前記製品ガスから水素ガスを除去する除去部を備える、
　請求項１に記載の生成装置。
　前記製品ガスは、メタンガス及び二酸化炭素ガスを含み、
　前記製品ガスに含まれる二酸化炭素ガスを吸蔵することで前記製品ガスから二酸化炭素ガスを除去する除去部を備える、
　請求項１に記載の生成装置。
　前記除去部にパージガスを供給して前記除去部に吸蔵された二酸化炭素ガスをパージするパージ部を備える、
　請求項９に記載の生成装置。
　二酸化炭素と水素との触媒反応により製品ガスを生成する反応塔を備える生成装置における製品ガスの生成方法であって、
　前記反応塔に供給される少なくとも二酸化炭素ガスを含む第１原料ガスの密度を取得する工程と、
　前記第１原料ガスの流量を計測して第１計測値を出力する工程と、
　前記第１原料ガス中の二酸化炭素濃度を取得し、前記第１原料ガスの密度、前記第１計測値及び前記第１原料ガス中の二酸化炭素濃度に基づいて、前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量を算出する工程と、
　前記反応塔に供給される少なくとも水素ガスを含む第２原料ガスの密度を取得する工程と、
　前記第２原料ガスの流量を計測して第２計測値を出力する工程と、
　前記第２原料ガス中の水素濃度を取得し、前記第２原料ガスの密度、前記第２計測値及び前記第２原料ガス中の水素濃度に基づいて、前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量を算出する工程と、
　前記第１原料ガスに含まれる二酸化炭素ガスの流量及び前記第２原料ガスに含まれる水素ガスの流量に基づいて、前記第１原料ガスの流量及び前記第２原料ガスの流量の少なくとも一方を制御する工程と、
　を含む生成方法。