特許ウォッチ

公開番号2024069505
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-21
出願番号2024041321,2023535374
出願日2024-03-15,2022-12-07
発明の名称液体燃料合成システム及び液体燃料合成方法
出願人日本碍子株式会社
代理人弁理士法人新樹グローバル・アイピー
主分類C10L 1/00 20060101AFI20240514BHJP(石油,ガスまたはコークス工業;一酸化炭素を含有する工業ガス;燃料;潤滑剤;でい炭)
要約【課題】集電層の導電率が低下することを抑制可能な電気化学セル及び集電層材料を提供する。
【解決手段】液体燃料合成システム100は、液体燃料合成部110と掃引ガス供給部120とを備える。液体燃料合成部110は、少なくとも水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスから液体燃料への転化反応における生成物の一つである水蒸気を透過させる。掃引ガス給部120は、分離膜112を透過した水蒸気を掃引するための掃引ガスを液体燃料合成部110に供給する。掃引ガスは、水素又は二酸化炭素を主成分として含有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスから液体燃料への転化反応が進行する非透過側空間と、前記転化反応における生成物を透過させる分離膜と、前記分離膜を透過した前記生成物が流入する透過側空間とを有する液体燃料合成部と、
前記分離膜を透過した前記生成物を掃引するための掃引ガスを前記透過側空間に供給する掃引ガス供給部と、
を備え、
前記掃引ガスは、少なくとも水素及び二酸化炭素を含有し、
前記掃引ガスは、水素又は二酸化炭素を主成分として含有し、
前記非透過側空間から排出される残原料ガスの少なくとも一部は、前記原料ガスの一部として利用される、
液体燃料合成システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
少なくとも水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスから液体燃料への転化反応が進行する非透過側空間と、前記転化反応における生成物を透過させる分離膜と、前記分離膜を透過した前記生成物が流入する透過側空間とを有する液体燃料合成部と、
前記分離膜を透過した前記生成物を掃引するための掃引ガスを前記透過側空間に供給する掃引ガス供給部と、
を備え、
前記掃引ガスは、水素を主成分として含有し、
前記非透過側空間から排出される残原料ガスの少なくとも一部は、前記原料ガスの一部として利用される、
液体燃料合成システム。
【請求項３】
前記掃引ガスは、二酸化炭素を副成分として含有する、
請求項２に記載の液体燃料合成システム。
【請求項４】
少なくとも水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスから液体燃料への転化反応が進行する非透過側空間と、前記転化反応における生成物を透過させる分離膜と、前記分離膜を透過した前記生成物が流入する透過側空間とを有する液体燃料合成部と、
前記分離膜を透過した前記生成物を掃引するための掃引ガスを前記透過側空間に供給する掃引ガス供給部と、
を備え、
前記掃引ガスは、二酸化炭素からなり、
前記非透過側空間から排出される残原料ガスの少なくとも一部は、前記原料ガスの一部として利用される、
液体燃料合成システム。
【請求項５】
前記液体燃料合成部から排出され、前記掃引ガス及び前記生成物を含有する排ガスから水分を除去する水分除去部を備える、
請求項１乃至４のいずれかに記載の液体燃料合成システム。
【請求項６】
前記水分除去部は、少なくとも水素及び二酸化炭素を含有する素材ガスを冷媒として用いる熱交換器を含む、
請求項５に記載の液体燃料合成システム。
【請求項７】
前記水分除去部を通過した前記素材ガスと前記掃引ガスとの混合ガスを増圧して前記液体燃料合成部に供給する増圧部を備える、
請求項６に記載の液体燃料合成システム。
【請求項８】
少なくとも水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスを分離膜の非透過側空間に供給することによって前記原料ガスから液体燃料への転化反応を進行させながら、前記転化反応によって生成されて前記分離膜を透過する生成物を掃引するための掃引ガスを前記分離膜の透過側空間に供給する工程を備え、
前記掃引ガスは、少なくとも水素及び二酸化炭素を含有し、
前記掃引ガスは、水素又は二酸化炭素を主成分として含有し、
前記非透過側空間から排出される残原料ガスの少なくとも一部は、前記原料ガスの一部として利用される、
液体燃料合成方法。
【請求項９】
少なくとも水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスを分離膜の非透過側空間に供給することによって前記原料ガスから液体燃料への転化反応を進行させながら、前記転化反応によって生成されて前記分離膜を透過する生成物を掃引するための掃引ガスを前記分離膜の透過側空間に供給する工程を備え、
前記掃引ガスは、水素を主成分として含有し、
前記非透過側空間から排出される残原料ガスの少なくとも一部は、前記原料ガスの一部として利用される、
液体燃料合成方法。
【請求項１０】
少なくとも水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスを分離膜の非透過側空間に供給することによって前記原料ガスから液体燃料への転化反応を進行させながら、前記転化反応によって生成されて前記分離膜を透過する生成物を掃引するための掃引ガスを前記分離膜の透過側空間に供給する工程を備え、
前記掃引ガスは、二酸化炭素からなり、
前記非透過側空間から排出される残原料ガスの少なくとも一部は、前記原料ガスの一部として利用される、
液体燃料合成方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料合成システム及び液体燃料合成方法に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスからメタノールやエタノールなどの液体燃料（具体的には、常温常圧下で液体状態の燃料）への転化反応において、副生成物である水蒸気を分離することによって転化効率を向上させることのできる液体燃料合成システムが開発されている。
【０００３】
特許文献１には、メンブレンリアクタ、原料ガス供給部及び掃引ガス供給部を備える液体燃料合成システムが開示されている。メンブレンリアクタは、水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスからメタノールへの転化反応を進行させる触媒と、転化反応の副生成物である水蒸気を透過させる分離膜とを備える。原料ガス供給部は、分離膜の非透過側に原料ガスを供給する。掃引ガス供給部は、分離膜の透過側に掃引ガスを供給する。分離膜を透過した水蒸気は、掃引ガスとともにメンブレンリアクタから排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１８－８９４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、水と水素との分子径が近いため、原料ガスが含有する水素の一部は分離膜を通過して掃引ガスに混入しやすいところ、掃引ガスに混入した水素を再利用できれば原料ガスの利用率を向上させることができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の液体燃料合成システムでは、掃引ガスとして窒素及び空気の少なくとも一方が用いられているため、掃引ガスに混入した水素を再利用するには水素を個別に分離する必要があり煩雑である。
【０００７】
本発明は、上述の状況に鑑みてなされたものであり、原料ガスの利用率を向上可能な液体燃料合成システム及び液体燃料合成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面に係る液体燃料合成システムは、液体燃料合成部と掃引ガス供給部とを備える。液体燃料合成部は、少なくとも水素及び二酸化炭素を含有する原料ガスから液体燃料への転化反応における生成物を透過させる。掃引ガス供給部は、分離膜を透過した生成物を掃引するための掃引ガスを液体燃料合成部に供給する。掃引ガスは、水素又は二酸化炭素を主成分として含有する。
【０００９】
本発明の第２の側面に係る液体燃料合成システムは、上記第１の側面に係り、掃引ガスは、水素を主成分として含有する。
【００１０】
本発明の第３の側面に係る液体燃料合成システムは、上記第２の側面に係り、掃引ガスは、二酸化炭素を副成分として含有する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許