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公開番号2025058805
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-09
出願番号2023199209
出願日2023-11-24
発明の名称燃料合成システム、及び、燃料合成方法
出願人三菱重工業株式会社,三菱重工環境・化学エンジニアリング株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類C10L 3/08 20060101AFI20250402BHJP(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】バイオマスから生成される熱分解ガスを用いて高効率で炭化水素燃料を合成する。
【解決手段】本開示の燃料合成システムでは、バイオマスの熱分解で発生した熱分解ガスに含まれる水素及び一酸化炭素の比率が比率調整部によって調整される。
比率が調整された熱分解ガスを用いてメタン合成反応を行うことにより、炭化水素燃料を効率的に合成することができる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
バイオマスを熱分解するための熱分解炉と、
前記熱分解炉で発生した熱分解ガスに含まれる水素及び一酸化炭素の比率を調整するための比率調整部と、
前記比率が調整された前記熱分解ガスを用いてメタン合成反応を行うことにより、炭化水素燃料を合成するための炭化水素燃料合成部と、
を備える、燃料合成システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記比率調整部は、前記熱分解ガスに含まれる前記一酸化炭素の少なくとも一部を、水分を用いてシフト反応させるためのシフト反応部である、請求項１に記載の燃料合成システム。
【請求項３】
前記炭化水素燃料の生成プロセスで生じる排水を回収するための排水回収部を更に備え、
前記排水の少なくとも一部が、前記水分として、前記シフト反応部に供給されるように構成される、請求項２に記載の燃料合成システム。
【請求項４】
前記比率調整部は、水の電気分解によって生成された水素を前記熱分解ガスに供給することにより、前記比率を調整可能であり、
前記電気分解は、前記メタン合成反応で生じた熱量を用いて発電された電気エネルギを用いて行われるように構成される、請求項１に記載の燃料合成システム。
【請求項５】
前記メタン合成反応で生じた熱量を、前記炭化水素燃料の生成プロセスに供給するように構成された、請求項１又は２に記載の燃料合成システム。
【請求項６】
前記熱分解炉で生成された炭化物、又は、前記熱分解ガスから分離されたタールの少なくとも一方を部分酸化することにより、前記熱分解ガスの生成のために前記熱分解炉に供給される加熱ガスを生成可能な部分酸化炉を備える、請求項１又は２に記載の燃料合成システム。
【請求項７】
前記熱分解炉で前記熱分解ガスの生成に用いられた後の前記加熱ガスを前記比率調整部に供給するための加熱ガス供給ラインを更に備える、請求項６に記載の燃料合成システム。
【請求項８】
前記炭化水素燃料合成部の合成ガスから二酸化炭素を回収するための二酸化炭素回収部を更に備え、
前記二酸化炭素回収部で回収された前記二酸化炭素の少なくとも一部が、前記加熱ガスの生成に用いるために前記部分酸化炉に供給される、請求項６に記載の燃料合成システム。
【請求項９】
前記熱分解炉に投入される前記バイオマスを乾燥する際に生じた水分を、前記熱分解炉に供給、又は、前記熱分解炉に前記熱分解ガスを生成するために供給される加熱ガスの生成に用いられる、請求項１又は２に記載の燃料合成システム。
【請求項１０】
前記比率調整部は、前記水素及び前記一酸化炭素が３：１になるように前記比率を調整する、請求項１又は２に記載の燃料合成システム。
（【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】
本開示は、燃料合成システム、及び、燃料合成方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
炭化水素燃料を合成するための新たな資源としてバイオマスが注目を集めている。この種のバイオマスを用いた炭化水素燃料を合成するための技術として、例えば特許文献１及び２がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００８－２３１２７０号公報
特許第７１５００９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
バイオマスを用いた炭化水素燃料の合成手法として、例えば外熱式熱分解炉のような熱分解炉によって生成される熱分解ガスを用いるものがある。キルン式熱分解炉では、投入されたバイオマスが高温熱源によって蒸し焼きにされることで、熱分解ガス（可燃ガス）と熱分解カーボン（炭化物）とに分解される。このような熱分解処理は、目的に応じた処理温度域で実施されることで効率向上が可能である。例えば約３００度程度の比較的低い処理温度域では、発熱量やエネルギ収率を最大化することができる。一方で、約６００度程度の比較的高い処理温度域では、熱分解ガスの発生量を最大化することができる。
【０００５】
このようにバイオマスの熱分解によって生成された熱分解ガスには、一般的に、一酸化炭素や水素が任意の割合で含有されており、次式で示すメタン合成反応によって炭化水素燃料を合成することができる。
ＣＯ＋３Ｈ
２
→ＣＨ
４
＋Ｈ
２
Ｏ（１）
上記（１）式で示されるメタン合成反応では、水素及び一酸化炭素の比率（モル比）が３：１付近である場合に最適な合成効率が得られる。しかしながら、前述のようにバイオマスから生成される熱分解ガスには、一般的に、一酸化炭素と水素が任意の割合で含まれるため、そのままメタン合成反応に用いると合成効率が低下してしまうおそれがある。
【０００６】
本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされ、バイオマスから生成される熱分解ガスを用いて高効率で炭化水素燃料を合成可能な燃料合成システム、及び、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】
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態に係る燃料合成システムは、上記課題を解決するために、
バイオマスを熱分解するための熱分解炉と、
前記熱分解炉で発生した熱分解ガスに含まれる水素及び一酸化炭素の比率を調整するための比率調整部と、
前記比率が調整された前記熱分解ガスを用いてメタン合成反応を行うことにより、炭化水素燃料を合成するための炭化水素燃料合成部と、
を備える。
【０００８】
本開示の少なくとも一実施形態に係る燃料合成方法は、上記課題を解決するために、
バイオマスを熱分解することにより熱分解ガスを生成する工程と、
前記熱分解ガスに含まれる水素及び一酸化炭素の比率を調整する工程と、
前記比率が調整された前記熱分解ガスを用いてメタン合成反応を行うことにより、炭化水素燃料を合成する工程と、
を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、バイオマスから生成される熱分解ガスを用いて高効率で炭化水素燃料を合成可能な燃料合成システム、及び、燃料合成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
一実施形態に係る燃料合成システムの全体構成図である。
図１の炉本体２ｂの概略構成図である。
他の実施形態に係る燃料合成システムの全体構成図である。
他の実施形態に係る燃料合成システムの全体構成図である。
他の実施形態に係る燃料合成システムの全体構成図である。
他の実施形態に係る燃料合成システムの全体構成図である。
他の実施形態に係る燃料合成システムの全体構成図である。
他の実施形態に係る燃料合成システムの全体構成図である。
他の実施形態に係る燃料合成システムの全体構成図である。
他の実施形態に係る燃料合成システムの全体構成図である。
他の実施形態に係る燃料合成システムの全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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