燃料合成装置的制作方法

1.本发明涉及从氢及二氧化碳合成燃料的燃料合成装置。


背景技术：

2.为了减轻对地球环境的不良影响，汽车的排放控制越发推进。
3.作为用于减轻对地球环境的不良影响的技术，以往，提出了将氢(h2)和二氧化碳(co2)混合并使其从具有催化剂的反应器(反应筒)通过，由此合成燃料(例如，参照专利文献1)。在专利文献1中，在暂且吸附了从内燃机排出的废气中的co2后，使该co2脱离。脱离的co2与另行供给的h2混合，在压缩机中升压后，进入具有催化剂的反应器。通过了反应器的流体利用气液分离而选出燃料。
4.作为使h2和co2反应而合成燃料的催化剂(燃料合成催化剂)，例如，具有铜-锌氧化物类催化剂。铜-锌氧化物类催化剂是将由铜(cu)、锌(zn)等过渡金属组成的催化剂金属的颗粒负载在由氧化铝(al2o3)、二氧化硅(sio2)等氧化物组成的载体而成的。该催化剂是将co2还原的催化剂，能够合成甲醇(ch3oh)。对于该催化剂具有适于合成燃料的温度范围，该温度范围为230～250℃。从h2和co2合成燃料(甲醇)的反应如下述式(1)所述，其反应热为49kj/mol。
5.co2+3h2→
ch3oh+h2o
…
(1)
6.这是非常强烈的放热反应。因此，催化剂后段的温度上升，也有达到300℃以上的情况。若催化剂的温度达到300℃以上，则产生下述式(2)所示的副反应而阻碍燃料的合成反应。另外，由于铜不耐热，所以产生催化剂颗粒的凝集，使催化剂能力降低。
7.co2+h2→
co+h2o
…
(2)
8.因此，以往，作为针对催化剂的应对热的对策，提出有以水冷方式(工业用水)将催化剂冷却的技术(例如，参照专利文献2)。
9.现有技术文献
10.专利文献
11.专利文献1：日本特开2020-164424号公报
12.专利文献2：日本特开2005-132739号公报


技术实现要素：

13.然而，在专利文献2所记载的技术中，需要从用于进行水冷的另外的设备(装置)或外部供给工业用水。
14.本发明是鉴于上述状况做出的，课题在于提供一种不使用另外的装置和工业用水就能够控制燃料合成催化剂的温度的燃料合成装置。
15.为了解决上述课题，方案1的发明为一种燃料合成装置，其特征在于，具备：供给机构，其配置在主通路的上游，供给co2气体及h2气体；燃料合成催化剂，其配置在上述供给机构的下游，使上述co2气体及上述h2气体发生化学反应而合成燃料；气液分离机构，其配置在
上述燃料合成催化剂的下游，使上述燃料成为液体而与在上述燃料合成催化剂中未反应的上述co2气体及上述h2气体分离；和冷却机构，其通过使由上述气液分离机构分离出的上述液体回流至上述燃料合成催化剂的周围、然后使上述液体流到上述气液分离机构的下游，从而使上述燃料合成催化剂冷却。
16.像这样，在方案1的发明中，使利用燃料合成催化剂合成并利用气液分离机构成为液体的燃料回流至燃料合成催化剂的周围，因此，无需另外使用冷却装置(设备)和工业用水就能够控制燃料合成催化剂的温度。
17.方案2的发明的特征在于，在方案1所记载的燃料合成装置中，上述燃料合成催化剂具备测量上述燃料合成催化剂的温度的催化剂温度测量机构，并且，上述冷却机构具备：第1控制阀，其配置于上述气液分离机构的下游；和冷却通路，其与上述第1控制阀连接，在上述燃料合成催化剂的周围回流，并与上述第1控制阀的下游连接，上述第1控制阀根据由上述催化剂温度测量机构测量出的上述燃料合成催化剂的温度进行开闭控制。此外，关于开闭控制，若温度变高则进行开阀控制，若温度变低则进行闭阀控制，另外，根据需要适当进行阀的开度调整。
18.像这样，在方案2的发明中，能够根据燃料合成催化剂的温度对第1控制阀进行开闭控制，使由气液分离机构分离出的液体适当回流，因此，能够将燃料合成催化剂的温度控制在恰当范围。
19.方案3的发明的特征在于，在方案2所记载的燃料合成装置中，上述冷却通路具备迂回至上述燃料合成催化剂的上游的迂回通路，在上述迂回通路设有第2控制阀，上述第2控制阀根据由上述催化剂温度测量机构测量出的上述燃料合成催化剂的温度进行开闭控制，使上述液体直接流入上述燃料合成催化剂。
20.像这样，在方案3的发明中，在燃料合成催化剂需要进一步冷却的情况下，根据由催化剂温度测量机构测量出的上述燃料合成催化剂的温度对第2控制阀进行开闭控制，使分离出的液体直接流入燃料合成催化剂。因此，方案3的发明能够更迅速且可靠地控制燃料合成催化剂的温度。
21.方案4的发明的特征在于，在方案3所记载的燃料合成装置中，在上述燃料合成催化剂的上游的主通路设有第3控制阀，上述第3控制阀根据由上述催化剂温度测量机构测量出的上述燃料合成催化剂的温度进行开闭控制。
22.像这样，在方案4的发明中，在燃料合成催化剂需要进一步冷却的情况下，通过控制从主通路向燃料合成催化剂供给的co2气体及h2气体，能够将燃料合成催化剂中的反应向减少方向控制。因此，方案4的发明能够更可靠地控制燃料合成催化剂的温度。
23.方案5的发明的特征在于，在方案4所记载的燃料合成装置中，在上述燃料合成催化剂的温度为规定温度以上的情况下，进行第1催化剂温度控制，在该第1催化剂温度控制中，对上述第1控制阀进行开闭控制，并且上述第2控制阀进行闭阀控制，上述第3控制阀进行开阀控制，在进行了上述第1催化剂温度控制后上述燃料合成催化剂的温度没有变得低于上述规定温度的情况下，进行第2催化剂温度控制，在该第2催化剂温度控制中，上述第2控制阀进行开闭控制，并且第3控制阀进行闭阀控制。
24.像这样，在方案5的发明中，通过进行第1催化剂温度控制和第2催化剂温度控制，根据燃料合成催化剂的温度阶段性地进行冷却控制。由此，在方案5的发明中，能够在控制
燃料合成催化剂的温度的同时进行最大限度燃料合成，在燃料合成催化剂为高温时进行使催化剂反应减少的控制。因此，方案5的发明能够抑制热对燃料合成催化剂的不良影响。
25.方案6的发明的特征在于，在方案5所记载的燃料合成装置中，上述燃料合成催化剂的温度没有变得低于上述规定温度的情况是指，从进行上述第1催化剂温度控制时起经过规定时间后上述燃料合成催化剂的温度为上述规定温度以上时，或者上述燃料合成催化剂的温度为比上述规定温度大的第2规定温度以上时。
26.像这样，在方案6的发明中，能够遵照燃料合成催化剂的温度没有变得低于上述规定温度的情况的基准，可靠地基于燃料合成催化剂的温度变化进行阶段性的冷却控制。因此，在方案6的发明中，能够在控制燃料合成催化剂的温度的同时进行最大限度燃料合成，在燃料合成催化剂为高温时更恰当地进行使催化剂反应减少的控制。因此，在方案6的发明中，能够抑制热对燃料合成催化剂的不良影响。
27.发明效果
28.根据本发明，可提供一种不使用另外的装置和工业用水就能够控制燃料合成催化剂的温度的燃料合成装置。
附图说明
29.图1是表示本实施方式的燃料合成装置的结构的概略图。
30.图2是表示是进行了第1控制阀、第2控制阀及第3控制阀的开闭控制的情况下的燃料合成催化剂的温度的一例的曲线图。该图中，横轴为时间，纵轴为燃料合成催化剂的温度。
31.图3是用于控制本实施方式的燃料合成装置中的燃料合成催化剂的温度的流程图。
32.附图标记说明
33.1燃料合成装置
34.2供给机构
35.3燃料合成催化剂
36.4气液分离机构
37.5冷却机构
38.6蒸馏加热机构
39.10主通路
40.11～17配管
41.20 回流通路
42.21、22 气罐
43.30 压缩机
44.31 反应筒
45.32 催化剂温度测量机构
46.40 加热器
47.51 冷却通路
48.52 迂回通路
49.60ecu
50.v1第1控制阀
51.v2第2控制阀
52.v3第3控制阀
具体实施方式
53.以下，一边参照适当附图一边详细说明本发明的一个实施方式的燃料合成装置1。此外，在以下的说明中，上游、上游侧、下游及下游侧的术语表示在成为说明对象的装置中流动的流体的流动方向上的上游侧和下游侧。
54.在参照的附图中，图1是表示本实施方式的燃料合成装置1的结构的概略图。图2是表示进行了第1控制阀v1、第2控制阀v2及第3控制阀v3的开闭控制的情况下的燃料合成催化剂3的温度的一例的曲线图。
55.首先，说明燃料合成装置1所具有的各通路的结构。燃料合成装置1具有：主通路10，其对所供给的气体进行燃料的合成和燃料的分离；和回流通路20，其使燃料分离后的以气相残留的气体再次回流到主通路10中的比燃料合成催化剂3靠上游侧的位置。主通路10具有配管11、配管12、配管13、配管14、配管15。此外，燃料合成装置1除了这些通路以外，还具有ecu(electronic control unit，电子控制单元)60。ecu60基于配置于各通路的各种传感器的值，控制后述的第1控制阀v1、第2控制阀v2、第3控制阀v3等各种调整阀和其他切换机构。另外，ecu60基于各种传感器的值，进行压缩机30、加热器40、蒸馏加热机构6等的控制。
56.如图1所示，燃料合成装置1在主通路10的路径上具备供给机构2、燃料合成催化剂3、气液分离机构4和冷却机构5。燃料合成装置1在供给机构2的下游具备燃料合成催化剂3，在燃料合成催化剂3的下游具备气液分离机构4，在气液分离机构4的下游具备冷却机构5。冷却机构5由从第1控制阀v1分支出、且在与燃料合成催化剂3抵接(更具体地说，与收纳有燃料合成催化剂3的后述的反应筒31抵接)的同时在该燃料合成催化剂3的周围以螺旋状环绕的配管形成。该配管的下游端连接在第1控制阀v1的下游。并且，在该配管的下游端的下游具备蒸馏加热机构6。此外，第1控制阀v1能够设为切换阀。
57.另外，燃料合成装置1在供给机构2与燃料合成催化剂3之间具备对气体进行压缩的压缩机30和对压缩后的气体进行加热的加热器40。压缩机30和加热器40经由主通路10的配管12而连接。在压缩机30中，以气体的压力成为10mpa的方式进行压缩。在加热器40中，以气体的温度成为230～250℃的方式进行加热。此外，气体的压力及温度能够根据燃料合成催化剂3的特性等适当设定。
58.供给机构2经由主通路10的配管11与压缩机30连接。供给机构2向主通路10供给co2气体及h2气体。
59.co2气体从蓄存有co2气体的气罐21供给。co2气体的供给量由ecu60控制。此外，对于co2气体，可以利用吸附剂吸附从汽车等车辆中的内燃机排出的废气中的co2或大气中的co2。该情况下，只要根据需要使co2脱离，就能够用作co2气罐。
60.h2气体从蓄存有h2气体的气罐22供给。h2气体的供给量由ecu60控制。此外，对于h2气体，能够对由燃料电池等生成的水进行电解而得到。
61.燃料合成催化剂3配置在供给机构2的下游，使co2气体与h2气体发生化学反应而合成燃料。合成的燃料例如为甲醇。燃料合成催化剂3是二氧化碳还原催化剂，配置在主通路10上配置的反应筒31内。反应筒31的上游侧与主通路10的配管13连接，下游侧与主通路10的配管14连接。在主通路10中从燃料合成催化剂3的上游侧供给的气体中包含co2及h2。co2及h2在反应筒31内以规定比进行化学反应(氢化反应)。燃料合成催化剂3促进co2的氢化反应，即在co2及h2的存在下将co2还原，并且生成作为燃料的甲醇(ch3oh)。作为二氧化碳还原催化剂，例如，使用在由氧化铝(al2o3)、二氧化硅(sio2)等氧化物组成的载体中负载有由铜(cu)、锌(zn)等过渡金属组成的催化剂金属的铜-锌氧化物类催化剂等已知催化剂。
62.基于燃料合成催化剂3实施的燃料合成的过程能够使用公知技术进行。例如，将以使反应筒31内的co2与h2之比成为规定比的方式计量出的h2从气罐22供给到配管11，而且，利用压缩机30和加热器40对反应筒31内的气体进行升温、压缩。由此，在反应筒31内在二氧化碳还原催化剂的作用下，co2的氢化反应(参照下述式(3))进行下去，生成作为燃料的甲醇(ch3oh)。另外同时，通过该二氧化碳还原催化剂的作用，逆水煤气变换反应(参照下述式(4))及一氧化碳(co)的氢化反应(参照下述式(5))也进行下去，生成包含甲醇的合成气体。此外，由压缩机30提高后的反应筒31内的压力能够利用设于反应筒31的背压阀(未图示)而下降。
63.co2+3h2→
ch3oh+h2o
…
(3)
64.co2+h2→
co+h2o
…
(4)
65.co+2h2→
ch3oh
…
(5)
66.气液分离机构4配置在燃料合成催化剂3的下游，具体地说，配置在主通路10中的配管14与配管15之间，使燃料成为液体而与在燃料合成催化剂3中未反应的co2气体及h2气体分离。气液分离机构4通过利用热交换将包含甲醇的合成气体冷却而凝结，从而使上述的未反应的气体(气相)与以甲醇为主成分的液体(液相)分离。另外，气液分离机构4也能够通过对合成气体进行膜分离而将以甲醇为主成分的液体(液相)分离。利用气液分离机构4而被分离且以甲醇为主成分的液相流通过配管15而供给到蒸馏加热机构6。在由气液分离机构4分离出的气相中，包含副产物的co、未反应的co2及h2、未回收的甲醇和水(h2o)。由气液分离机构4分离为气相的气体流通过回流通路20而供给到燃料合成催化剂3的上游，再次使用于燃料的合成。
67.蒸馏加热机构6利用沸点的不同而将液相中包含的甲醇和水分离。在蒸馏加热机构6中，将液相加热到约65℃。由此，从液相蒸发得到甲醇(ch3oh)，因此将其保持为气体或液化，并通过配管16供给到未图示的燃料罐。由于剩余的液相几乎为水(h2o)，所以通过配管17排出到外部。
68.并且，冷却机构5配置在气液分离机构4的下游，通过使由气液分离机构4分离出的液体回流至燃料合成催化剂3的周围(更具体地说，收纳有燃料合成催化剂3的反应筒31的周围)、然后使该液体流到气液分离机构4的下游，从而使燃料合成催化剂3冷却。此外，关于由气液分离机构4分离出的液体，可以根据需要进行热交换和冷却等，设为15℃左右的温度，但不限定于此。若设为这样的液温，则能够可靠地得到冷却效果。
69.像这样，由于燃料合成装置1使由气液分离机构4分离出的液体回流至燃料合成催化剂3的周围，所以不使用另外的冷却装置(设备)和工业用水就能够控制燃料合成催化剂3
的温度。
70.燃料合成装置1由于使用二氧化碳来合成燃料(甲醇)，所以能够削减二氧化碳，能够减轻对地球环境的不良影响。
71.以下，说明燃料合成装置1中的优选方式。
72.燃料合成催化剂3也可以具备测量燃料合成催化剂3的温度的催化剂温度测量机构32(温度传感器)。另外，与此同时，冷却机构5也可以具备：第1控制阀v1，其配置于气液分离机构4的下游；和冷却通路51，其与该第1控制阀v1连接，在燃料合成催化剂3的周围回流，与第1控制阀v1的下游连接。并且，在该方式中，第1控制阀v1能够根据由催化剂温度测量机构32测量出的燃料合成催化剂3的温度进行开闭控制。第1控制阀v1通过进行开闭控制，能够根据燃料合成催化剂3的温度，调节流向冷却机构5的液体与流向蒸馏加热机构6的液体的比例。另外，在第1控制阀v1的开闭控制中，也能够控制成使液体仅流向冷却机构5及蒸馏加热机构6中的某一方。
73.若设为这样的方式，则燃料合成装置1能够根据由催化剂温度测量机构32测量出的燃料合成催化剂3的温度对第1控制阀v1进行开闭控制，使由气液分离机构4分离出的液体通过冷却通路51而适当回流至燃料合成催化剂3的周围。因此，燃料合成装置1能够将燃料合成催化剂3的温度控制在恰当范围。
74.也可以是，冷却通路51具备迂回(旁通)至燃料合成催化剂3的上游的迂回通路52，在该迂回通路52设有第2控制阀v2。第2控制阀v2能够设为切换阀。并且，第2控制阀v2能够根据由催化剂温度测量机构32测量出的燃料合成催化剂3的温度进行开闭控制，使液体直接流入燃料合成催化剂3。基于第2控制阀v2的开闭控制不仅能够进行阀的开操作和闭操作，还能够根据燃料合成催化剂3的温度来调节阀的开度，由此，能够调节液体向燃料合成催化剂3的流入量。
75.若设为这样的方式，则燃料合成装置1在燃料合成催化剂3的温度没有下降而需要进一步冷却的情况下，能够根据由催化剂温度测量机构32测量出的燃料合成催化剂3的温度对第2控制阀v2进行开闭控制。并且，分离出的液体通过迂回通路52直接流入燃料合成催化剂3，燃料合成催化剂3被冷却。另外，由于该液体的主成分是作为产物的甲醇(包含水)，所以能够通过甲醇及水的浓度变高而在化学平衡上使燃料合成催化剂3下的反应停止。因此，燃料合成装置1能够更迅速且可靠地控制燃料合成催化剂3的温度。
76.也可以是，在燃料合成催化剂3的上游的主通路10设有第3控制阀v3。并且，第3控制阀v3能够根据由催化剂温度测量机构32测量出的燃料合成催化剂3的温度进行开闭控制。
77.若设为这样的方式，则燃料合成装置1在燃料合成催化剂3的温度没有下降而需要燃料合成催化剂3的进一步冷却的情况下，通过对第3控制阀v3进行开闭控制(例如，调节阀的开度)，能够控制从主通路10向燃料合成催化剂3供给的co2气体及h2气体。因此，燃料合成装置1能够将燃料合成催化剂3中的反应向减少方向控制，能够更可靠地控制燃料合成催化剂3的温度。
78.另外，作为优选的一个方式，可列举进行下述的第1催化剂温度控制及第2催化剂温度控制。
79.第1催化剂温度控制为，在燃料合成催化剂3的温度为规定温度以上的情况下，对
第1控制阀v1进行开闭控制，并且第2控制阀v2进行闭阀控制，第3控制阀v3进行开阀控制。
80.第2催化剂温度控制为，在进行了上述的第1催化剂温度控制后燃料合成催化剂3的温度没有变得低于规定温度的情况下，第2控制阀v2进行开闭控制，并且第3控制阀v3进行闭阀控制。
81.第1催化剂温度控制及第2催化剂温度控制中的规定温度能够设为例如300℃等，但不限定于此。该规定温度能够考虑所使用的燃料合成催化剂3的性质和性能、燃料的合成率、副产物的生成率等而任意设定。
82.在进行了第1催化剂温度控制的情况下，由于对第1控制阀v1进行开闭控制，第2控制阀v2进行闭阀控制，第3控制阀v3进行开阀控制，所以例如如图2中虚线所示，能够降低燃料合成催化剂3的温度。若能够维持燃料合成催化剂3的温度低的状态，则能够对第1控制阀v1进行闭阀控制而停止液体向冷却机构5的供给，将由气液分离机构4分离出的液体全量供给到蒸馏加热机构6。
83.但是，也可能有即使在进行了第1催化剂温度控制的情况下，例如如图2中单点划线所示，燃料合成催化剂3的温度也没有变低的情况。该情况下，进行上述的第2催化剂温度控制，对第2控制阀v2进行开闭控制，第3控制阀v3进行闭阀控制，由此，能够降低燃料合成催化剂3的温度。然后，若燃料合成催化剂3的温度变低，则对第1控制阀v1及第2控制阀v2进行闭阀控制，对第3控制阀v3进行开阀控制而重新开始燃料的合成。在燃料合成催化剂3的温度不变低的情况下，存在产生某些异常(例如，温度控制不良或热失控等)的可能性，因此，向用户发出存在产生异常的可能性这一主旨的警告，使燃料合成装置1停止。警告能够以语音、警告音、在画面的显示等进行。
84.若设为这样的方式，则燃料合成装置1能够通过进行第1催化剂温度控制和第2催化剂温度控制，从而根据燃料合成催化剂3的温度而阶段性地进行冷却控制。由此，燃料合成装置1能够在控制燃料合成催化剂3的温度的同时进行最大限度燃料合成，在燃料合成催化剂3为高温时进行使催化剂反应减少的控制。因此，燃料合成装置1能够抑制热对燃料合成催化剂3的不良影响。
85.在此，燃料合成催化剂3的温度没有变得低于规定温度的情况是指，从进行第1催化剂温度控制时起经过规定时间后燃料合成催化剂3的温度为规定温度以上时，或者燃料合成催化剂3的温度为比规定温度大的第2规定温度以上时。在此，规定时间能够设为例如1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、40分钟、50分钟或60分钟等，但不限定于此，能够任意设定。第2规定温度能够设为例如310℃、320℃、330℃等，但不限定于此，能够根据燃料合成催化剂3的性质和性能等任意设定。
86.若设为这样的方式，则燃料合成装置1能够遵照燃料合成催化剂3的温度没有变得低于规定温度的情况下的基准，基于燃料合成催化剂3的温度变化可靠地进行阶段性的冷却控制。因此，燃料合成装置1能够在控制燃料合成催化剂3的温度的同时进行最大限度燃料合成，在燃料合成催化剂3为高温时更恰当地进行使催化剂反应减少的控制。因此，燃料合成装置1能够抑制热对燃料合成催化剂3的不良影响。
87.接下来，参照图3来说明本实施方式的燃料合成装置1中的燃料合成催化剂3的温度控制的优选方式。图3是用于控制本实施方式的燃料合成装置1中的燃料合成催化剂3的温度的流程图。
88.如图3所示，燃料合成装置1开始运行。燃料合成装置1在通常运行时，第1控制阀v1闭阀，由气液分离机构4分离出的液体流通过主通路10而供给到蒸馏加热机构6，不流入回流通路20。另外，第2控制阀v2闭阀，由气液分离机构4分离出的液体不从迂回通路52流入主通路10。另外，第3控制阀v3开阀，能够流通co2气体及h2气体。
89.当燃料合成装置1开始运行时，催化剂温度测量机构32测量燃料合成催化剂3的温度(步骤s1)。并且，在步骤s1中燃料合成催化剂3的温度为规定温度(例如，300℃)以下的情况下，ecu60进行将第1控制阀v1保持为闭阀的控制(步骤s2)。另外，ecu60进行将第2控制阀v2及第3控制阀v3设为不变、也就是说将第2控制阀v2保持为闭阀、将第3控制阀v3保持为开阀的控制(步骤s3)。该情况下，由于燃料合成催化剂3的温度没有问题，所以返回步骤s1并继续燃料合成装置1的运行以及基于催化剂温度测量机构32对燃料合成催化剂3的温度的测量。
90.另一方面，在步骤s1中燃料合成催化剂3的温度超过规定温度(例如，300℃)的情况下，ecu60根据燃料合成催化剂3的温度对第1控制阀v1进行开闭控制(步骤s4)。由此，燃料合成装置1使液体回流至燃料合成催化剂3的周围，对燃料合成催化剂3进行冷却。另外，ecu60进行将第2控制阀v2及第3控制阀v3设为不变、也就是说将第2控制阀v2保持为闭阀、将第3控制阀v3保持为开阀的控制(步骤s5)。接着，催化剂温度测量机构32测量燃料合成催化剂3的温度(步骤s6)。
91.并且，在步骤s6中燃料合成催化剂3的温度为规定温度(例如，300℃)以下的情况下，ecu60对第1控制阀v1进行闭阀控制(步骤s7)，停止通过使液体回流进行的对燃料合成催化剂3的冷却。另外，ecu60进行将第2控制阀v2及第3控制阀v3设为不变、也就是说将第2控制阀v2保持为闭阀、将第3控制阀v3保持为开阀的控制(步骤s8)。该情况下，由于燃料合成催化剂3的温度没有问题，所以返回步骤s1并继续燃料合成装置1的运行以及基于催化剂温度测量机构32对燃料合成催化剂3的温度的测量。
92.另一方面，在步骤s6中燃料合成催化剂3的温度超过规定温度(例如，300℃)的情况(没有变得低于规定温度的情况)下，ecu60对第1控制阀v1进行开闭控制，并且根据燃料合成催化剂3的温度对第2控制阀v2进行开闭控制(步骤s9)。另外，ecu60对第3控制阀v3进行闭阀控制(步骤s10)，停止向燃料合成催化剂3供给co2气体及h2气体。接着，停止燃料合成装置1的运行(步骤s11)。也可以在燃料合成装置1的运行停止时，如上述那样向用户发出警告。
93.如以上那样，本实施方式的燃料合成装置1具备冷却机构5，该冷却机构5通过使由气液分离机构4分离出的液体回流至燃料合成催化剂3的周围、然后使液体流到气液分离机构4的下游，从而使燃料合成催化剂3冷却。因此，燃料合成装置1不使用另外的冷却装置(设备)和工业用水就能够控制燃料合成催化剂3的温度。
94.本发明不限定于以上说明的实施方式，能够以各种方式实施。另外,能够在构造上可实现的范围内将上述实施方式组合。

技术特征：
1.一种燃料合成装置，其特征在于，具备：供给机构，其配置在主通路的上游，供给二氧化碳气体及氢气；燃料合成催化剂，其配置在所述供给机构的下游，使所述二氧化碳气体及所述氢气发生化学反应而合成燃料；气液分离机构，其配置在所述燃料合成催化剂的下游，使所述燃料成为液体而与在所述燃料合成催化剂中未反应的所述二氧化碳气体及所述氢气分离；和冷却机构，其通过使由所述气液分离机构分离出的所述液体回流至所述燃料合成催化剂的周围、然后使所述液体流到所述气液分离机构的下游，从而使所述燃料合成催化剂冷却。2.根据权利要求1所述的燃料合成装置，其特征在于，所述燃料合成催化剂具备测量所述燃料合成催化剂的温度的催化剂温度测量机构，并且，所述冷却机构具备：第1控制阀，其配置于所述气液分离机构的下游；和冷却通路，其与所述第1控制阀连接，在所述燃料合成催化剂的周围回流，并与所述第1控制阀的下游连接，所述第1控制阀根据由所述催化剂温度测量机构测量出的所述燃料合成催化剂的温度进行开闭控制。3.根据权利要求2所述的燃料合成装置，其特征在于，所述冷却通路具备迂回至所述燃料合成催化剂的上游的迂回通路，在所述迂回通路设有第2控制阀，所述第2控制阀根据由所述催化剂温度测量机构测量出的所述燃料合成催化剂的温度进行开闭控制，使所述液体直接流入所述燃料合成催化剂。4.根据权利要求3所述的燃料合成装置，其特征在于，在所述燃料合成催化剂的上游的主通路设有第3控制阀，所述第3控制阀根据由所述催化剂温度测量机构测量出的所述燃料合成催化剂的温度进行开闭控制。5.根据权利要求4所述的燃料合成装置，其特征在于，在所述燃料合成催化剂的温度为规定温度以上的情况下，进行第1催化剂温度控制，在该第1催化剂温度控制中，对所述第1控制阀进行开闭控制，并且所述第2控制阀进行闭阀控制，所述第3控制阀进行开阀控制，在进行了所述第1催化剂温度控制后所述燃料合成催化剂的温度没有变得低于所述规定温度的情况下，进行第2催化剂温度控制，在该第2催化剂温度控制中，所述第2控制阀进行开闭控制，并且第3控制阀进行闭阀控制。6.根据权利要求5所述的燃料合成装置，其特征在于，所述燃料合成催化剂的温度没有变得低于所述规定温度的情况是指，从进行所述第1催化剂温度控制时起经过规定时间后所述燃料合成催化剂的温度为所述规定温度以上时，或者所述燃料合成催化剂的温度为比所述规定温度大的第2规定温度以上时。

技术总结
提供一种不使用另外的装置和工业用水就能够控制燃料合成催化剂的温度的燃料合成装置。本发明的燃料合成装置(1)的特征在于，具备：供给机构(2)，其配置在主通路(10)的上游，供给二氧化碳气体及氢气；燃料合成催化剂(3)，其配置在供给机构的下游，使二氧化碳气体及氢气发生化学反应而合成燃料；气液分离机构(4)，其配置在燃料合成催化剂的下游，使燃料成为液体而与在燃料合成催化剂中未反应的二氧化碳气体及氢气分离；和冷却机构(5)，其通过使由气液分离机构分离出的液体回流至燃料合成催化剂的周围、然后使液体流到气液分离机构的下游，从而使燃料合成催化剂冷却。从而使燃料合成催化剂冷却。从而使燃料合成催化剂冷却。


技术研发人员：山本修身 海田千晴
受保护的技术使用者：本田技研工业株式会社
技术研发日：2022.12.21
技术公布日：2023/7/19