燃料制造系统及燃料制造方法 |
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| 申请号 | CN202311215911.1 | 申请日 | 2023-09-20 | 公开(公告)号 | CN117844528A | 公开(公告)日 | 2024-04-09 |
| 申请人 | 本田技研工业株式会社; | 发明人 | 千嶋啓之; 桥本公太郎; | ||||
| 摘要 | 本 发明 所要解决的问题在于，提供一种 燃料 制造系统以及燃料制造方法，能够抑制整个系统中的二 氧 化 碳 产生量，并且借由供给氢有效地调整 合成气 体的组成。为了解决上述问题，燃料制造系统(1)具备： 气化 炉(30)，将 生物 质 原料气化而生成包含氢和 一氧化碳 的合成气体； 液体燃料 制造装置(4)，由气化炉(30)生成的合成气体制造液体燃料；氢供给 泵 (64)，向原料供给区域(A)或合成气体排出区域(B)供给氢； 温度 传感器 (312)，检测气化炉(30)的温度；及，控制装置(7)，基于由温度传感器(312)检测出的温度，将氢供给泵(64)的氢供给部位切换为原料供给区域(A)和合成气体排出区域(B)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种由生物质原料制造液体燃料的燃料制造系统，具备： |
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| 说明书全文 | 燃料制造系统及燃料制造方法技术领域背景技术[0003] 以生物质为原料制造甲醇、汽油等液体燃料的一般步骤如下所述，即，经过如下工序由生物质原料制造液体燃料：气化工序，使经过规定的前处理的生物质原料在气化炉内部与水、氧一起气化，生成含有氢和一氧化碳的合成气体；清洗工序，对生成的合成气体进行清洗，除去焦油；H2/CO比调整工序，根据要制造的液体燃料，将经过清洁工序后的合成气体的H2/CO比调整到目标比；脱硫工序，从经过H2/CO比调整工序后的合成气体中除去硫成分；及，燃料制造工序，由经过脱硫工序后的合成气体制造液体燃料。 [0004] 这里，经过气化工序而生成的合成气体的H2/CO在多数情况下未达到目标比，处在氢不足的状态。在专利文献1中记载有如下技术：借由向气化炉或生物质原料的原料供给通道中供给由利用可再生能源从水中产生氢气的电解装置产生的氢气，来调整从气化炉排出的合成气体的H2/CO比。根据专利文献1所记载的技术，能够抑制整个燃料制造系统中的二氧化碳产生量。 [0005] [先前技术文献] [0006] (专利文献) [0007] 专利文献1：日本特开2021‑147504号公报 发明内容[0008] [发明所要解决的问题] [0009] 然而，根据气化炉的运行条件，供给的氢在副产物的生成中消耗的比例可能会增加，需要进一步提高燃料的制造效率。 [0010] 本发明的目的在于提供一种燃料制造系统及燃料制造方法，能够抑制整个系统中的二氧化碳产生量，并且借由供给氢有效地调整合成气体的组成。而且，进一步有助于能源的效率化。 [0011] [解决问题的技术手段] [0012] (1)一种由生物质原料制造液体燃料的燃料制造系统(例如，后述的燃料制造系统1)，具备：气化炉(例如，后述的气化炉30)，将生物质原料气化而生成包含氢和一氧化碳的合成气体；液体燃料制造装置(例如，后述的液体燃料制造装置4)，由前述气化炉生成的合成气体制造液体燃料；氢供给装置(例如，后述的氢供给泵64)，向原料供给区域(例如，后述的原料供给区域A)、或从前述气化炉排出合成气体的合成气体排出区域(例如，后述的合成气体排出区域B)供给氢，所述原料供给区域包括前述气化炉内部和到达前述气化炉的生物质原料的原料供给通道(例如，后述的原料供给通道20)内部；温度检测部(例如，后述的温度传感器312)，检测前述气化炉的温度；及，控制装置(例如，后述的控制装置7)，基于由前述温度检测部检测出的温度，将前述氢供给装置的氢供给部位切换为前述原料供给区域和前述合成气体排出区域。 [0013] (2)根据(1)所述的燃料制造系统，其中，还具备电解装置(例如后述的电解装置60)，所述电解装置借由使用可再生能源发电得到的电力而从水中生成氢，前述氢供给装置将由前述电解装置生成的氢供给至前述原料供给区域或前述合成气体排出区域。 [0014] (3)根据(1)或(2)所述的燃料制造系统，其中，当由前述温度检测部检测出的温度为规定值以下时，前述控制装置将前述氢供给装置的氢供给部位从前述原料供给区域切换为前述合成气体排出区域。 [0015] (4)根据(1)‑(3)中任一项所述的燃料制造系统，其中，前述控制装置控制由前述氢供给装置供给的氢供给量，调整在前述合成气体排出区域流通的合成气体的H2/CO比。 [0016] (5)一种由生物质原料制造液体燃料的燃料制造方法，包括：合成气体生成工序，将生物质原料气化，在气化炉中生成包含氢和一氧化碳的合成气体；液体燃料制造工序，由合成气体生成工序中生成的合成气体制造液体燃料；氢供给工序，向原料供给区域或从前述气化炉排出合成气体的合成气体排出区域供给氢，所述原料供给区域包括前述气化炉内部和到达前述气化炉的生物质原料的原料供给通道内部；温度检测工序，检测前述气化炉的温度；及，切换工序，基于前述温度检测工序中检测出的温度，将前述氢供给工序中的氢供给部位切换为前述原料供给区域和前述合成气体排出区域。 [0017] (发明的效果) [0019] 图1是绘示根据本发明一实施方式的燃料制造系统构成的图。 [0020] 图2是根据本发明一实施方式的燃料制造系统的控制装置的功能框图。 [0021] 图3是绘示向900℃的气化炉供给的导入气体中的氢浓度、气化炉中的气化率与焦油及炭的生成量之间的关系的图。 [0022] 图4是绘示向700℃的气化炉供给的导入气体中的氢浓度、气化炉中的气化率与焦油及炭的生成量之间的关系的图。 [0023] 图5是绘示向700℃的气化炉供给的导入气体中的氢浓度与在气化炉中生成的合成气体中的各种气体的浓度之间的关系的图。 [0024] 图6是绘示向700℃的气化炉供给的导入气体中的氢浓度与在气化炉中生成的各种气体的量之间的关系的图。 [0025] 图7是绘示本发明一实施方式的燃料制造系统的控制装置所执行的氢供给处理中的氢供给部位为原料供给区域的情况下的处理流程的一个示例的流程图。 [0026] 图8是绘示本发明一实施方式的燃料制造系统的控制装置所执行的氢供给处理中的氢供给部位为合成气体排出区域的情况下的处理流程的一个示例的流程图。 具体实施方式[0027] 以下将参照附图对根据本发明一实施方式的燃料制造系统1进行说明。 [0028] 图1是绘示根据本发明一实施方式的燃料制造系统1构成的图。图2是根据本实施方式的燃料制造系统1的控制装置7的功能框图。燃料制造系统1具备：生物质原料供给装置2，供给生物质原料；气化装置3，将由生物质原料供给装置2供给的生物质原料气化而生成包含氢和一氧化碳的合成气体；液体燃料制造装置4，利用由气化装置3供给的合成气体制造液体燃料；发电设备5，使用可再生能源进行发电；氢生成供给装置6，利用发电设备5发电得到的从水中生成氢，并将生成的氢供给至气化装置3；及，控制装置7，控制气化装置3、发电设备5和氢生成供给装置6。由此，由生物质原料制造液体燃料。 [0029] 生物质原料供给装置2对稻壳、甘蔗渣及木材等生物质原料进行规定的前处理，并且将经过该前处理的生物质原料经由原料供给通道20供给至气化装置3的气化炉30。此处，对生物质原料的前处理例如包括使原料干燥的干燥工序、将原料粉碎的粉碎工序等。另外，在本说明书中，将气化炉30内部及原料供给通道20内部称为原料供给区域A。 [0030] 气化装置3具备：气化炉30，对经由原料供给通道20供给的生物质原料进行气化；气化炉传感器组31，由检测气化炉30的内部状态的多个传感器构成；水供给装置32，向气化炉30内部供给水；氧供给装置33，向气化炉30内部供给氧；加热装置34，对气化炉30进行加热；洗涤器35，对从气化炉30排出的合成气体进行清洗；脱硫装置36，从由洗涤器35清洗后的合成气体中除去硫成分，并供给至液体燃料制造装置4；以及，炉外H2/CO传感器37。从气化炉30排出的合成气体经由合成气体流通道80供给至液体燃料制造装置40。合成气体流通道80具有将气化炉30与洗涤器35连通的第一合成气体流通道81、将洗涤器35与脱硫装置36连通的第二合成气体流通道82、以及将脱硫装置36与液体燃料制造装置40连通的第三合成气体流通道83。另外，在本说明书中，将包括第一合成气体流通道81内部、洗涤器35内部、第二合成气体流通道82内部、脱硫装置36内部和第三合成气体流通道83内部的区域、即从气化炉30排出合成气体的区域称为合成气体排出区域B。 [0031] 水供给装置32将贮存在未图示的水箱中的水供给至气化炉30内部。氧供给装置33将贮存于未图示的氧罐的氧供给至气化炉30内部。加热装置34借由消耗从未图示的燃料箱供给的燃料或从未图示的电源供给的电力来对气化炉30进行加热。从水供给装置32至气化炉30内部的水供给量、从氧供给装置33至气化炉30内部的氧供给量、以及从加热装置34至气化炉30的投入热量由控制装置7控制。另外，在本实施方式的燃料制造系统1中，借由从后述的氢生成供给装置6向原料供给区域A供给氢，有时不需要积极地从水供给装置32向气化炉30内部供给水。 [0032] 若借由如上所述的水供给装置32、氧供给装置33、加热装置34以及氢生成供给装置6向投入了生物质原料的气化炉30内部投入水、氧、氢、热量等，则在气化炉30内部，例如进行下述式(1‑1)‑(1‑8)所示的多种气化反应及其逆反应，从而生成包含氢、一氧化碳、二氧化碳以及甲烷等副产物的合成气体。 [0033] [化1] [0034] [0035] [0036] [0037] [0038] [0039] [0040] [0041] [0042] 气化炉传感器组31例如由以下部分构成：检测气化炉30内部压力的压力传感器63、检测气化炉30内部温度的温度传感器312、检测气化炉30内部二氧化碳的CO2传感器、检测气化炉30内部一氧化碳的CO传感器、检测气化炉30内部合成气体的氢与一氧化碳的比即H2/CO比的炉内H2/CO传感器311等。CO传感器例如由感知气化炉30内部一氧化碳的恒电位电解式传感器等构成。构成气化炉传感器组31的这些传感器的检测信号被发送至控制装置7。 [0043] 炉外H2/CO传感器37设置在合成气体排出区域B内部，检测在合成气体排出区域B内部流动的合成气体的H2/CO比。炉外H2/CO传感器37设置在第一合成气体流通道81内部、第二合成气体流通道82内部以及第三合成气体流通道83内部的至少任一个上，检测在合成气体流通道80内部流动的合成气体的H2/CO比。在本实施方式中，炉外H2/CO传感器37设置在第一合成气体流通道81内部，但也可以设置在第二合成气体流通道82内部，还可以设置在第三合成气体流通道83内部。 [0044] 气化装置3借由将从后述的氢生成供给装置6供给的氢与由上述式(1‑1)‑(1‑8)所示的气化反应及其逆反应生成的合成气体进行混合，根据要制造的液体燃料将合成气体的H2/CO比调整为规定目标值后，将该合成气体供给至液体燃料制造装置4。 [0045] 液体燃料制造装置4具备甲醇合成装置、甲醇制汽油(Methanol To Gasoline,MTG)合成装置、费托(Fischer Tropsch,FT)合成装置以及升级装置等，借由使用这些装置，由在气化装置3中被调整为规定H2/CO比的合成气体制造甲醇、汽油等液体燃料。 [0046] 发电设备5由利用作为可再生能源的风力进行发电的风力发电设备、利用作为可再生能源的太阳光进行发电的太阳光发电设备等构成。发电设备5与氢生成供给装置6连接，能够将在风力发电设备、太阳能发电设备等中使用可再生能源发电的电力供给至氢生成供给装置6。此外，发电设备5也与商用电网8连接。因此，在发电设备5中发电的电力的一部分或全部也能够供给至商用电网8，并售电给电力公司。 [0047] 氢生成供给装置6具备电解装置60、氢填充泵61、氢罐62、压力传感器63以及作为氢供给装置的氢供给泵64，借由使用这些装置而利用由发电设备5供给的电力生成氢，并将生成的氢供给至气化装置3。 [0048] 电解装置60与发电设备5连接，借由由发电设备5供给的电力利用电解而从水中生成氢。另外，电解装置60也与商用电网8连接。因此，电解装置60不仅能够利用由发电设备5供给的电力生成氢，还能够借由从电力公司购买电力，利用由商用电网8供给的电力生成氢。电解装置60的氢生成量由控制装置7控制。 [0049] 氢填充泵61对由电解装置60生成的氢进行压缩，并填充到氢罐62内部。氢填充泵61的氢填充量由控制装置7控制。氢罐62储存由氢填充泵61压缩后的氢。压力传感器63检测氢罐62的罐内压力，并将检测信号发送至控制装置7。氢罐62内部的氢剩余量由控制装置7基于压力传感器63的检测信号而算出。因此，在本实施方式中，获取氢罐62内部的氢剩余量的氢剩余量获取手段由压力传感器63及控制装置7构成。 [0050] 氢供给泵64将贮存于氢罐62的氢供给至气化装置3。氢供给泵64将贮存于氢罐62的氢经由氢供给通道65供给至原料供给区域A或合成气体排出区域B。原料供给区域A中的氢供给泵64的氢供给部位例如可以为原料供给通道20内部，也可以为气化炉30内部。在本实施方式中，原料供给区域A中的氢供给部位为气化炉30内部。合成气体排出区域B中的氢供给泵64的氢供给部位例如可以为第一合成气体流通道81内部，可以为第二合成气体流通道82内部，可以为第三合成气体流通道83内部，可以为洗涤器35内部，也可以为脱硫装置36内部。在本实施方式中，合成气体排出区域B中的氢供给部位为第一合成气体流通道81内部。 [0051] 氢供给通道65具有：第一氢供给通道651，将氢供给泵64与气化炉30以能够在两者间流通氢的方式连接；以及，第二氢供给通道652，经由流路切换阀653从第一氢供给通道651分支，使得氢能够流通，并与第一合成气体流通道81连接。流路切换阀653是借由控制设置于内部的多个阀的开闭状态来开闭或切换流路的设备。即，借由控制流路切换阀653的阀的开闭动作，来将氢供给泵64的氢供给部位切换为气化炉30内部和第一合成气体流通道81内部。 [0052] 控制装置7为计算机，基于来自气化炉传感器组31、压力传感器63等各种传感器的检测信号等，控制水供给装置32的供水量、氧供给装置33的氧供给量、加热装置34的投入热量、电解装置60的氢生成量、以及氢填充泵61的氢填充量。此外，控制装置7基于来自气化炉传感器组31、炉外H2/CO传感器37等各种传感器的检测信号等，控制从氢供给泵64至气化装置3的氢供给量，并且执行从氢供给泵64切换气化装置3的氢供给部位的氢供给处理。关于控制装置7执行的氢供给处理，将在后文说明。 [0053] 接着，对在气化炉30内部供给了氢的情况下对气化率或气化炉30内部的气体成分等的影响进行说明。 [0054] 首先，参照图3及图4说明氢供给对于气化炉30内部的气化率的影响。 [0055] 图3及图4是绘示供给至气化炉30的导入气体中的氢浓度[mol％]、气化炉30中由碳基算出的气化率[％]、与副产物焦油及炭的生成量[g]之间关系的图。图3及图4中，实线表示基于氢供给的气化率，单点划线表示焦油的生成量，双点划线表示炭的生成量。图3所示的结果是在气化炉30内部的温度为900℃、S/C为3的条件下进行模拟而得。图4所示的结果是在气化炉30内部的温度为700℃、S/C为3的条件下进行模拟而得。另一方面，根据气化炉30的运行条件，有时会发生由于氢供给而使得气化炉30的气化率降低的情况。 [0056] 如图4所示，在气化炉30内部的温度为700℃的情况下，随着导入气体中的氢浓度变大，气化率降低，炭及焦油的生成量增加。另一方面，如图3所示，在气化炉30内部的温度为900℃的情况下，无论导入气体中的氢浓度如何，均可得到较高的气化率，且未观察到炭及焦油的生成量的变化。这是因为气化炉30内部为高温，气化得以充分进行，因此氢供给对抑制气化的影响被控制得较小。根据图3和图4所示的结果，能够确认氢供给产生的影响会根据气化炉30的运行条件而不同。另外，可以确认的是，在气化炉30以低温运行的情况下，存在因氢供给使气化炉30的气化率降低的倾向。 [0057] 接着，参照图5和图6说明氢供给对合成气体的气体成分的影响。 [0058] 图5是绘示向气化炉30供给的导入气体中的氢浓度[mol％]与在气化炉30中生成的合成气体中的各种气体的浓度[mol％]之间的关系的图。在图5中，实线表示合成气体中的一氧化碳的浓度，单点划线表示合成气体中的二氧化碳的浓度，双点划线表示合成气体中的甲烷的浓度，间隔较长的虚线表示合成气体中的C2化合物的浓度，间隔较短的虚线表示合成气体中的C3化合物的浓度。图6是绘示向气化炉30供给的导入气体中的氢浓度[mol％]与在气化炉30中生成的各种气体的量[mol]之间的关系的图。图5和图6所示的结果是在气化炉30内部的温度为700℃、S/C为3的条件下进行模拟而得。 [0059] 如图5所示，能够确认借由向气化炉30供给氢，合成气体中的二氧化碳的比例变小，并且一氧化碳的比例变大。这可能是由上述式(1‑6)所示的逆水性气体变换反应引起的。借由该逆水性气体变换反应，向气化炉30内部供给氢时，二氧化碳将减少，并且一氧化碳将增加。由此，能够抑制气化炉30中的二氧化碳产生量。 [0060] 另一方面，如图6所示，能够确认伴随着氢供给，气化炉30内部的作为绝对量的一氧化碳的变化较小。如图5及图6所示，能够确认随着向气化炉30的氢供给量的增加，气化炉30内的甲烷生成量增加，C2化合物也有微增。即，在700℃等低温条件下，即使向气化炉30供给氢，甲烷、焦油、炭等副产物取代一氧化碳地增加。这是由于，借由上述式(1‑6)的逆水性气体变换反应得到的一氧化碳的一部分与供给至气化炉30的氢进行反应，向会得到甲烷的上述式(1‑7)发生化学反应。另外，如上述式(1‑8)所示，气化炉30内部的二氧化碳也与供给的氢反应，生成甲烷。即，在气化炉30以低温运行的情况下，即使向气化炉30供给氢，虽然二氧化碳量减少，但一氧化碳的增加量仍少，在燃料收率低的甲烷、焦油、炭等副产物的生成中会消耗氢，因此无助于燃料收率的提高。对此，在本实施方式中，以提高基于氢供给的燃料的制造效率为目的执行氢供给处理，其基于气化炉30内部的温度，将氢供给部位从原料供给区域A切换到气化炉30的下游侧且不产生生成副产物的反应的合成气体排出区域B。 [0063] 存储部72是用于使硬件组作为控制装置7发挥作用的各种程序及各种数据等的存储区域，可以由ROM、RAM、闪存、半导体驱动器(SSD)或者硬件(HDD)等构成。具体而言，存储部72存储用于使处理部70执行本实施方式的各功能的程序、氢供给处理的控制程序、适于所制液体燃料的种类或其制造装置的H2/CO比的目标值、后述的第一切换判定值和第二切换判定值等。 [0064] 处理部70是由处理器构成的运算装置，从存储部72读入各种程序、数据并执行规定的数据处理。处理器例如是中央处理单元(central processing unit,CPU)、微处理单元(microprocessing unit,MPU)、片上系统(system on a chip,SoC)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、图形处理单元(graphics processing unit,GPU)、视觉处理单元(vision processing unit,VPU)、专用集成电路(application specific integrated circuit,ASIC)、可编程逻辑设备(programmable logic device,PLD)、或现场可编程门阵列(field‑programmable gate array,FPGA)等。 [0065] 接着，参照图1和图2说明用于执行燃料制造系统1中的氢供给处理的控制装置7的处理部70的功能性结构。如图2所示，处理部70具备炉内H2/CO信息获取部701、炉外H2/CO信息获取部702、温度信息获取部703、氢供给量调整部704，以及氢供给部位切换部705。 [0066] 炉内H2/CO信息获取部701执行获取表示由炉内H2/CO传感器311检测出的气化炉30内部的H2/CO比的炉内H2/CO信息的处理。炉内H2/CO信息获取部701借由通信部71接收来自炉内H2/CO传感器311的检测信号，由此获取炉内H2/CO信息。 [0067] 炉外H2/CO信息获取部702执行获取表示由炉外H2/CO传感器37检测出的合成气体排出区域B内部的合成气体H2/CO比的炉外H2/CO信息的处理。炉外H2/CO信息获取部702借由通信部71接收来自炉外H2/CO传感器37的检测信号，由此获取炉外H2/CO信息。 [0068] 温度信息获取部703执行获取表示由温度传感器312检测出的气化炉30内部温度的温度信息的处理。温度信息获取部703借由通信部71接收来自温度传感器312的检测信号来获取温度信息。 [0069] 氢供给量调整部704执行控制驱动氢供给泵64并调整供给至气化装置3的氢供给量的处理。氢供给量调整部704基于炉内H2/CO信息和炉外H2/CO信息，执行停止向气化装置3供给氢或增减氢供给量的处理。氢供给量调整部704例如可以在H2/CO比小于规定目标值的情况下增加氢供给量，也可以在H2/CO比超过规定目标值的情况下停止氢供给。合成气体H2/CO比的目标值也可以根据要制造的液体燃料的种类或其制造装置而设定为一适当的值。例如，在借由FT合成或甲醇合成来制造液体燃料的情况下，也可以将合成气体H2/CO比的目标值设为2。 [0070] 氢供给部位切换部705执行控制流路切换阀653的开闭动作并切换气化装置3中氢供给部位的处理。氢供给部位切换部705基于由温度信息获取部703获取的温度信息，将氢供给泵64的氢供给部位切换为原料供给区域A和合成气体排出区域B。在本实施方式中，氢供给部位切换部705将氢供给泵64的氢供给部位切换为气化炉30内部和第一合成气体流通道81内部。例如，氢供给部位切换部705也可以在气化炉30内部温度为规定值以下时，将氢供给部位从气化炉30内部切换到第一合成气体流通道81内部。 [0071] 接下来，参照图7以及图8说明控制装置7的处理部70执行氢供给处理的一个示例。图7是绘示燃料制造系统1的控制装置7的处理部70执行的氢供给处理中的氢供给部位为原料供给区域A的情况下的处理流程的一个示例的流程图。图8是绘示燃料制造系统1的控制装置7的处理部70执行的氢供给处理中的氢供给部位为合成气体排出区域B内部的情况下的处理流程的一个示例的流程图。例如，氢供给处理，在包含控制装置7的燃料制造系统1启动且开始制造液体燃料的时刻开始。另外，在氢供给处理的开始时刻，氢供给泵64的氢供给部位设定在气化炉30内部，氢供给量设定为规定的初始值。 [0072] 如图7所示，在步骤S11中，炉内H2/CO信息获取部701获取表示炉内H2/CO传感器311检测出的气化炉30内部的H2/CO比的炉内H2/CO信息。 [0073] 在步骤S12中，氢供给量调整部704将步骤S11中获取的炉内H2/CO信息与从存储部72提取的目标值进行比较，判断气化炉30内部的H2/CO比是否小于目标值。若氢供给量调整部704判断气化炉30内部的H2/CO比为目标值以上(在步骤S12中为否)，则将处理移至步骤S13。然后，氢供给量调整部704在步骤S13中停止从氢供给泵64向气化炉30供给氢，将处理返回到步骤S11。另一方面，若氢供给量调整部704判断气化炉30内部的H2/CO比小于目标值(在步骤S12为是)，则将处理移至步骤S14。 [0074] 在步骤S14中，氢供给量调整部704增加氢供给泵64供给至气化炉30的氢供给量。 [0075] 在步骤S15中，温度信息获取部703获取表示气化炉30内部温度的温度信息。 [0076] 在步骤S16中，氢供给部位切换部705判断在步骤S15中获取的温度信息所表示的气化炉30内部温度是否比作为规定值的第一切换判定值大。若氢供给部位切换部705判断气化炉30内部温度为第一切换判定值以下(在步骤S16中为否)，将处理移至步骤S17。然后，在步骤S17中，氢供给量调整部704将氢供给量恢复为初始值，将处理移至步骤S18。在步骤S18中，氢供给部位切换部705控制流路切换阀653的开闭动作，将氢供给泵64的氢供给部位从气化炉30内部切换为气化炉30更下游侧的第一合成气体流通道81。关于氢供给部位为第一合成气体流通道81之情况下的处理流程将在后文说明。相对的，若氢供给部位切换部705判断气化炉30内部温度超过第一切换判定值(在步骤S16中为是)，将处理移至步骤S19。 [0077] 在步骤S19中，炉内H2/CO信息获取部701获取炉内H2/CO信息。 [0078] 在步骤S20中，氢供给量调整部704将步骤S19中获取的炉内H2/CO信息与从存储部72提取的目标值进行比较，判断气化炉30内部的H2/CO比是否小于目标值。若氢供给量调整部704判断气化炉30内部的H2/CO比小于目标值(在步骤S20中为是)，将处理返回到步骤S14。另一方面，若氢供给量调整部704判断气化炉30内部的H2/CO比为目标值以上(在步骤S20中为否)，将处理移至步骤S20。 [0079] 在步骤S21中，氢供给量调整部704将步骤S19中获取的炉内H2/CO信息与从存储部72提取的目标值进行比较，判断气化炉30内部的H2/CO比是否与目标值相等。若氢供给量调整部704判断气化炉30内部的H2/CO比与目标值不同(在步骤S21中为否)，将处理移至步骤S22。然后，在步骤S22中，氢供给量调整部704在使氢供给量返回到初始值之后，将处理移至步骤S23。相对的，若氢供给量调整部704判断气化炉30内部的H2/CO比与目标值相等(在步骤S20中为是)，跳过步骤S22将处理移至步骤S23。 [0080] 在步骤S23中，处理部70借由不变更氢供给量的稳定运行来执行氢供给处理，在经过规定的期间后反复进行从步骤S11开始的处理。 [0081] 接下来，参照图8对在步骤S18中将氢导入部位切换到第一合成气体流通道81内部之后处理部70执行的氢供给处理流程的一个示例进行说明。 [0082] 如图8所示，在步骤S31中，炉外H2/CO信息获取部702获取表示炉外H2/CO传感器37检测出的第一合成气体流通道81内部的H2/CO比的炉外H2/CO信息。 [0083] 在步骤S32中，氢供给量调整部704将步骤S31中获取的炉外H2/CO信息与从存储部72提取出的目标值进行比较，判断第一合成气体流通道81内部的H2/CO比是否为目标值以下。若氢供给量调整部704判断第一合成气体流通道81的H2/CO比超过目标值(在步骤S32中为否)，将处理移至步骤S33。然后，氢供给量调整部704在步骤S33中停止从氢供给泵64向第一合成气体流通道81内部供给氢，将处理移至步骤S36。相对的，若氢供给量调整部704判断第一合成气体流通道81内部的H2/CO比为目标值以下(在步骤S32中为是)，将处理移至步骤S34。 [0084] 在步骤S34中，氢供给量调整部704将步骤S31中获取的炉外H2/CO信息与从存储部72提取出的目标值进行比较，判断第一合成气体流通道81内部的H2/CO比是否与目标值相等。若氢供给量调整部704判断第一合成气体流通道81内部的H2/CO比与目标值不同(在步骤S34中为否)，将处理移至步骤S35。然后，在步骤S35中，氢供给量调整部704增加氢供给量，使处理移至步骤S36。相对的，若氢供给量调整部704判断第一合成气体流通道81内部的H2/CO比与目标值相等(在步骤S34中为是)，跳过步骤S35将处理移至步骤S36。 [0085] 在步骤S36中，温度信息获取部703获取表示气化炉30内部温度的温度信息。 [0086] 在步骤S37中，氢供给部位切换部705判断在步骤S36中获取的温度信息表示的气化炉30内部温度是否比作为规定值的第二切换判定值大。若氢供给部位切换部705判断气化炉30内部温度小于第二切换判定值(在步骤S37中为否)，将处理返回到步骤S31。另一方面，若氢供给部位切换部705判断气化炉30内部温度超过第二切换判定值(在步骤S37中为是)，将处理移至步骤S38。此外，在图8所示的例中，虽然将第二切换判定值设定为比第一切换判定值高的值，第一切换判定值与第二切换判定值也可以相等。 [0087] 在步骤S38中，氢供给部位切换部705控制流路切换阀653的开闭动作，将氢供给泵64的氢供给部位从第一合成气体流通道81内部切换到气化炉30内部。然后，处理部70将处理返回到图7所示的步骤S11。 [0088] 根据本实施方式的燃料制造系统1可以达到以下效果。 [0089] 本实施方式的燃料制造系统1是由生物质原料制造液体燃料的燃料制造系统1，具备：气化炉30，将生物质原料气化而生成包含氢和一氧化碳的合成气体；液体燃料制造装置4，由气化炉30生成的合成气体制造液体燃料；电解装置60，借由使用可再生能源发电得到的电力而从水中生成氢；氢供给泵64，将电解装置60生成的氢供给至原料供给区域A或从气化炉30排出合成气体的合成气体排出区域B，所述原料供给区域A包括气化炉30内部和到达气化炉30的生物质原料的原料供给通道20内部；温度传感器312，检测气化炉30的温度；及，控制装置7，基于温度传感器312检测出的温度，将氢供给泵64的氢供给部位切换为原料供给区域A和合成气体排出区域B。 [0090] 在此，如以上图3‑图6所示例的说明，虽然借由向气化炉30供给氢能够抑制二氧化碳的产生量，但在气化炉30内部温度较低的情况下，所供给的氢被副产物的生成所消耗，燃料收率高的一氧化碳的增加量会有减少的倾向。与此相对，在燃料制造系统1中，基于气化炉30的温度，将氢供给部位切换为向气化炉30供给氢的原料供给区域A和气化炉30更下游侧的合成气体排出区域B。由此，例如，可以在气化炉30内部温度较高时将氢供给部位设定为原料供给区域A来调整合成气体的H2/CO比，并且抑制在气化炉30内部产生的二氧化碳量，在气化炉30内部温度较低时将氢供给部位切换为气化炉30更下游侧的位置。即，在由于向气化炉30供给氢而一氧化碳的生成效率降低、副产物的生成量增加的情况下，可以将氢供给部位切换到不产生副产物的气化炉30的更下游侧处，而仅在H2/CO比的调整中使用氢。因此，能够抑制整个系统中的二氧化碳产生量，并且能够借由供给氢而有效地调整供给至液体燃料制造装置的合成气体的组成。此外，由于还能够抑制副产物的产生量，也能够降低处理成本。因此，能够抑制整个系统中的二氧化碳产生量，并且使基于氢供给的燃料制造效率的提高效果最大化。 [0091] 另外，本实施方式的燃料制造系统1还具备借由可再生能源产生的电力而从水中生成氢的电解装置60，氢供给泵64将电解装置60生成的氢供给至原料供给区域A或合成气体排出区域B。由此，能够进一步抑制整个系统中的二氧化碳产生量。 [0092] 另外，在本实施方式的燃料制造系统1中，当温度传感器312检测出的温度为规定值以下时，控制装置7将氢供给泵64的氢供给部位从原料供给区域A切换为合成气体排出区域B。由此，借由将氢供给至气化炉30来调整合成气体的组成和抑制二氧化碳产生量，在温度降低的情况下，可以切换为仅在调整合成气体组成时使用氢。因此，能够抑制从气化炉30产生的二氧化碳量，并且能够有效地调整基于氢供给的合成气体的组成。 [0093] 另外，在本实施方式的燃料制造系统1中，控制装置7控制氢供给泵64的氢供给量，调整在合成气体排出区域B流通的合成气体的H2/CO比。由此，即使在将氢供给部位切换到气化炉30更下游侧处的情况下，也能够更加可靠地向液体燃料制造装置4供给所需H2/CO比的合成气体。 [0094] 另外，本实施方式的燃料制造方法为由生物质原料制造液体燃料的燃料制造方法，包括：合成气体生成工序，将生物质原料气化，在气化炉30中生成包含氢和一氧化碳的合成气体；液体燃料制造工序，由合成气体生成工序中生成的合成气体制造液体燃料；氢供给工序，向原料供给区域A或从气化炉30排出合成气体的合成气体排出区域B供给氢，所述原料供给区域A包含气化炉30内部和到达气化炉30的生物质原料的原料供给通道20内部；温度检测工序，检测气化炉30的温度；以及，切换工序，基于温度检测工序中检测出的温度，将氢供给工序中的氢供给部位切换为原料供给区域A和合成气体排出区域B。因此，能够抑制整个系统中的二氧化碳产生量，并且能够借由供给氢而有效地调整液体燃料的制造中使用的合成气体的组成。此外，由于还能够抑制副产物的产生量，也能够降低处理成本。因此，能够抑制整个系统中的二氧化碳产生量，并且使基于氢供给的燃料制造效率的提高效果最大化。 [0095] 以上对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明不限于此。在本发明的主旨的范围内也可适当的变更细节的结构。 [0096] 附图标记 [0097] 1 燃料制造系统 [0098] 4 液体燃料制造装置 [0099] 7 控制装置 [0100] 20 原料供给通道 [0101] 30 气化炉 [0102] 60 电解装置 [0103] 64 氢供给泵(氢供给装置) [0104] 312 温度传感器(温度检测部) [0105] A 原料供给区域 [0106] B 合成气体排出区域 |
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