JP2008115776A - エタノール水溶液の改質システム - Google Patents
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Abstract
【課題】第１に、構成が簡単容易であり、設備コスト等に優れると共に、第２に、効率面やランニングコスト等にも優れた、エタノール水溶液の改質システムを提案する。
【解決手段】この改質システムは、予熱器２と改質反応器３とロータリーエンジン５とを備えており、濃度が２０ｗｔ％以上〜６０ｗｔ％以下、例えば４０ｗｔ％以上〜５０ｗｔ％以下程度の粗エタノール水溶液１が、供給される。予熱器２は、この粗エタノール水溶液１を加熱して気化し、もってエタノールと水蒸気を改質反応器３に供給する。改質反応器３は、ロータリーエンジン５からの高温の排気ガス６を利用し、その熱の作用と、充填された触媒８の作用とに基づき、エタノールと水蒸気とを反応させ、もって水素，一酸化炭素，二酸化炭素等に、水蒸気改質する。ロータリーエンジン５は、改質ガス９中の水素や一酸化炭素を燃料として運転され、例えば、発電機１８が接続されている。
【選択図】図１
【解決手段】この改質システムは、予熱器２と改質反応器３とロータリーエンジン５とを備えており、濃度が２０ｗｔ％以上〜６０ｗｔ％以下、例えば４０ｗｔ％以上〜５０ｗｔ％以下程度の粗エタノール水溶液１が、供給される。予熱器２は、この粗エタノール水溶液１を加熱して気化し、もってエタノールと水蒸気を改質反応器３に供給する。改質反応器３は、ロータリーエンジン５からの高温の排気ガス６を利用し、その熱の作用と、充填された触媒８の作用とに基づき、エタノールと水蒸気とを反応させ、もって水素，一酸化炭素，二酸化炭素等に、水蒸気改質する。ロータリーエンジン５は、改質ガス９中の水素や一酸化炭素を燃料として運転され、例えば、発電機１８が接続されている。
【選択図】図１
Description
本発明は、エタノール水溶液の改質システムに関する。すなわち、エタノールを水素や一酸化炭素等に改質する、改質システムに関する。
《技術的背景》
エタノールは最近、ガソリン代替燃料として注目を集めている。すなわち、石油を原材料としたガソリンに比し、植物を原材料としているため、コスト面に優れると共に、製造過程で生じる地球温暖化の原因となる二酸化炭素が加算されず、ガソリンの代替用や混入用として、脚光を浴びている。
エタノールは、このような燃料としての用途の他、周知のように各種の医薬品，化粧品，洗剤，溶剤，飲料等の原料として、広く利用されている。
エタノールは最近、ガソリン代替燃料として注目を集めている。すなわち、石油を原材料としたガソリンに比し、植物を原材料としているため、コスト面に優れると共に、製造過程で生じる地球温暖化の原因となる二酸化炭素が加算されず、ガソリンの代替用や混入用として、脚光を浴びている。
エタノールは、このような燃料としての用途の他、周知のように各種の医薬品，化粧品，洗剤，溶剤，飲料等の原料として、広く利用されている。
《従来技術》
さてエタノールは、通常、水分を４．０ｗｔ％含有した共沸混合物として、上述した各種用途に使用されている。そして、このような濃度９６ｗｔ％の純粋エタノールは、原料となる濃度１０ｗｔ％程度の（原）エタノール水溶液を、精製して製造されていた。
代表的な精製法としては、原料となる濃度１０ｗｔ％程度の（原）エタノール水溶液を、まず、単蒸留法により濃度２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度、代表的には４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度の粗エタノール水溶液とし、このような単蒸留段階の次に、更に精密蒸留段階を経ることにより、純粋エタノールが精製されていた。
又、分子篩モリキュラシーブ精製法により、特殊透過膜を使用して、原料となる（原）エタノール水溶液を純粋エタノールへと精製することも、行われていた。
他方、原料となる濃度１０ｗｔ％程度の（原）エタノール水溶液から、直接又はエチレン，エタン，メタン等を順次転化生成してから、これを改質することにより水素を燃料電池等に供給する改質法も、最近開発されていた。
さてエタノールは、通常、水分を４．０ｗｔ％含有した共沸混合物として、上述した各種用途に使用されている。そして、このような濃度９６ｗｔ％の純粋エタノールは、原料となる濃度１０ｗｔ％程度の（原）エタノール水溶液を、精製して製造されていた。
代表的な精製法としては、原料となる濃度１０ｗｔ％程度の（原）エタノール水溶液を、まず、単蒸留法により濃度２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度、代表的には４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度の粗エタノール水溶液とし、このような単蒸留段階の次に、更に精密蒸留段階を経ることにより、純粋エタノールが精製されていた。
又、分子篩モリキュラシーブ精製法により、特殊透過膜を使用して、原料となる（原）エタノール水溶液を純粋エタノールへと精製することも、行われていた。
他方、原料となる濃度１０ｗｔ％程度の（原）エタノール水溶液から、直接又はエチレン，エタン，メタン等を順次転化生成してから、これを改質することにより水素を燃料電池等に供給する改質法も、最近開発されていた。
《先行技術文献情報》
改質法としては、例えば、次の特許文献１に示されたものが挙げられる。
改質法としては、例えば、次の特許文献１に示されたものが挙げられる。
ところで、上述した各従来例については、次の問題が指摘されていた。
《第１の問題点》
第１に、設備が大型化，大規模化，複雑化，精緻化し、もって設備コスト，精製コスト，製造コスト等に問題が指摘されていた。
すなわち、純粋エタノールを精製する精製法の従来例については、精密蒸留設備，加熱設備，特殊透過膜，その他の付帯設備，関連設備等が必須的であり、この種設備が一般的に大型，大規模，複雑，精緻であることに鑑み、設備コスト，精製コスト，製造コスト等が嵩むという問題があった。
又、改質法の従来例についても同様であり、予備加熱装置付設や，脱水・水素化反応，断熱式予備改質，主改質等の各工程設備が必須的であり、設備が大型，大規模，複雑，精緻化し、もって設備コスト，精製コスト，製造コスト等が嵩むという指摘があった。
《第１の問題点》
第１に、設備が大型化，大規模化，複雑化，精緻化し、もって設備コスト，精製コスト，製造コスト等に問題が指摘されていた。
すなわち、純粋エタノールを精製する精製法の従来例については、精密蒸留設備，加熱設備，特殊透過膜，その他の付帯設備，関連設備等が必須的であり、この種設備が一般的に大型，大規模，複雑，精緻であることに鑑み、設備コスト，精製コスト，製造コスト等が嵩むという問題があった。
又、改質法の従来例についても同様であり、予備加熱装置付設や，脱水・水素化反応，断熱式予備改質，主改質等の各工程設備が必須的であり、設備が大型，大規模，複雑，精緻化し、もって設備コスト，精製コスト，製造コスト等が嵩むという指摘があった。
《第２の問題点》
第２に、効率面やランニングコスト等にも、問題が指摘されていた。すなわち、精製法の従来例については、精製された純粋エタノールが、例えば燃料として使用に供されるものの、その精製設備について、加熱その他に運転コスト，ランニングコストが嵩む等、効率が悪かった。
改質法の従来例についても同様であり、加熱その他各工程の運転コスト，ランニングコストが嵩む等、効率が悪かった。
第２に、効率面やランニングコスト等にも、問題が指摘されていた。すなわち、精製法の従来例については、精製された純粋エタノールが、例えば燃料として使用に供されるものの、その精製設備について、加熱その他に運転コスト，ランニングコストが嵩む等、効率が悪かった。
改質法の従来例についても同様であり、加熱その他各工程の運転コスト，ランニングコストが嵩む等、効率が悪かった。
《本発明について》
本発明のエタノール水溶液の改質システムは、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、設備コスト等に優れると共に、第２に、効率面やランニングコスト等にも優れた、エタノール水溶液の改質システムを提案することを、目的とする。
本発明のエタノール水溶液の改質システムは、このような実情に鑑み、上記従来例の課題を解決すべくなされたものである。
そして本発明は、第１に、設備コスト等に優れると共に、第２に、効率面やランニングコスト等にも優れた、エタノール水溶液の改質システムを提案することを、目的とする。
《請求項について》
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。請求項１のエタノール水溶液の改質システムは、エンジンからの高温の排気ガスを利用して、エタノールを改質する改質反応器と、該改質反応器にて生成された改質ガスを燃料とする該エンジンと、を有していることを特徴とする。
次に、請求項２については次のとおり。請求項２のエタノール水溶液の改質システムでは、請求項１において、該改質反応器は、該エンジンから導入された排気ガスによる高温下において、触媒のもとでエタノールと水蒸気とを反応させ、もって水素と一酸化炭素や二酸化炭素に水蒸気改質すること、を特徴とする。
請求項３については次のとおり。請求項３のエタノール水溶液の改質システムでは、請求項２において、予熱器が、エタノール水溶液を予め加熱して気化し、もってエタノールと水蒸気を該改質反応器に供給し、該改質反応器は、該エンジンからの排気ガスが導入され、もって内部が６５０℃以上例えば８００℃程度に維持されており、該エンジンは、ロータリーエンジンよりなること、を特徴とする。
請求項４については次のとおり。請求項４のエタノール水溶液の改質システムでは、請求項３において、該予熱器は、該ロータリーエンジンからの高温の排気ガスが導入されて加熱を実施し、エタノール濃度が２０ｗｔ％以上〜６０ｗｔ％以下、例えば４０ｗｔ％以上〜５０ｗｔ％以下程度の粗エタノールを、該改質反応器に供給し、該ロータリーエンジンは、改質ガス中の水素や一酸化炭素を燃料として運転されること、を特徴とする。
このような課題を解決する本発明の技術的手段は、次のとおりである。まず、請求項１については次のとおり。請求項１のエタノール水溶液の改質システムは、エンジンからの高温の排気ガスを利用して、エタノールを改質する改質反応器と、該改質反応器にて生成された改質ガスを燃料とする該エンジンと、を有していることを特徴とする。
次に、請求項２については次のとおり。請求項２のエタノール水溶液の改質システムでは、請求項１において、該改質反応器は、該エンジンから導入された排気ガスによる高温下において、触媒のもとでエタノールと水蒸気とを反応させ、もって水素と一酸化炭素や二酸化炭素に水蒸気改質すること、を特徴とする。
請求項３については次のとおり。請求項３のエタノール水溶液の改質システムでは、請求項２において、予熱器が、エタノール水溶液を予め加熱して気化し、もってエタノールと水蒸気を該改質反応器に供給し、該改質反応器は、該エンジンからの排気ガスが導入され、もって内部が６５０℃以上例えば８００℃程度に維持されており、該エンジンは、ロータリーエンジンよりなること、を特徴とする。
請求項４については次のとおり。請求項４のエタノール水溶液の改質システムでは、請求項３において、該予熱器は、該ロータリーエンジンからの高温の排気ガスが導入されて加熱を実施し、エタノール濃度が２０ｗｔ％以上〜６０ｗｔ％以下、例えば４０ｗｔ％以上〜５０ｗｔ％以下程度の粗エタノールを、該改質反応器に供給し、該ロータリーエンジンは、改質ガス中の水素や一酸化炭素を燃料として運転されること、を特徴とする。
《作用等について》
本発明のエタノール水溶液の改質システムは、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）この改質システムは、予熱器と改質反応器とロータリーエンジンとを、備えており、濃度２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度の粗エタノール水溶液が、供給される。
（２）そして粗エタノール水溶液は、まず予熱器にて加熱，気化されるが、この加熱は、ロータリーエンジンからの排気ガスを熱源とする。
（３）気化された水蒸気とエタノールは、改質反応器に供給される。改質反応器は、ロータリーエンジンの排気ガスの熱量が導入され、６５０℃以上例えば８００℃程度に維持されている。
（４）そこでエタノールは、熱と触媒の作用に基づき、水蒸気と反応して改質される。
（５）すなわち、エタノールＣ２Ｈ５ＯＨは、水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、水素Ｈ２と一酸化炭素ＣＯや二酸化炭素ＣＯ２に、水蒸気改質される。
（６）生成された改質ガスは、燃料としてロータリーエンジンに供給される。
（７）ロータリーエンジンの排気ガスの熱量は、改質反応器へと導入される。
（８）さてこのように、改質反応器の改質ガスを、ロータリーエンジンの燃料として使用すると共に、ロータリーエンジンの排気ガスを、改質反応器や予熱器にて活用する。このシステムでは、このように、その構成がサイクル的，循環的に関連付けられており、その分、設備が簡単容易化される。
（９）このように、その構成設備である改質反応器，ロータリーエンジン，予熱器が関連した系をなしているので、システム運用に無駄がなく効率的である。すなわち、システムのランニング面において、その燃料や熱源が無駄なく生成，利用されている。
（１０）そこで、本発明のエタノール水溶液の改質システムは、次の効果を発揮する。
本発明のエタノール水溶液の改質システムは、このような手段よりなるので、次のようになる。
（１）この改質システムは、予熱器と改質反応器とロータリーエンジンとを、備えており、濃度２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度の粗エタノール水溶液が、供給される。
（２）そして粗エタノール水溶液は、まず予熱器にて加熱，気化されるが、この加熱は、ロータリーエンジンからの排気ガスを熱源とする。
（３）気化された水蒸気とエタノールは、改質反応器に供給される。改質反応器は、ロータリーエンジンの排気ガスの熱量が導入され、６５０℃以上例えば８００℃程度に維持されている。
（４）そこでエタノールは、熱と触媒の作用に基づき、水蒸気と反応して改質される。
（５）すなわち、エタノールＣ２Ｈ５ＯＨは、水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、水素Ｈ２と一酸化炭素ＣＯや二酸化炭素ＣＯ２に、水蒸気改質される。
（６）生成された改質ガスは、燃料としてロータリーエンジンに供給される。
（７）ロータリーエンジンの排気ガスの熱量は、改質反応器へと導入される。
（８）さてこのように、改質反応器の改質ガスを、ロータリーエンジンの燃料として使用すると共に、ロータリーエンジンの排気ガスを、改質反応器や予熱器にて活用する。このシステムでは、このように、その構成がサイクル的，循環的に関連付けられており、その分、設備が簡単容易化される。
（９）このように、その構成設備である改質反応器，ロータリーエンジン，予熱器が関連した系をなしているので、システム運用に無駄がなく効率的である。すなわち、システムのランニング面において、その燃料や熱源が無駄なく生成，利用されている。
（１０）そこで、本発明のエタノール水溶液の改質システムは、次の効果を発揮する。
《第１の効果》
第１に、設備コスト等に優れている。すなわち、本発明のエタノール水溶液の改質システムは、改質ガスをロータリーエンジンの燃料とすると共に、ロータリーエンジンの排気ガスを、改質反応器や予熱器用に活用する。
そこで、前述したこの種従来例に比し、構成設備が簡単容易化，簡略化，小型，小規模化される等、設備コスト，製造コスト等に優れている。
第１に、設備コスト等に優れている。すなわち、本発明のエタノール水溶液の改質システムは、改質ガスをロータリーエンジンの燃料とすると共に、ロータリーエンジンの排気ガスを、改質反応器や予熱器用に活用する。
そこで、前述したこの種従来例に比し、構成設備が簡単容易化，簡略化，小型，小規模化される等、設備コスト，製造コスト等に優れている。
《第２の効果》
第２に、効率面やランニングコスト等にも優れている。すなわち、本発明のエタノール水溶液の改質システムは、改質ガスをロータリーエンジンの燃料とすると共に、その排気ガスが高温であることに着目して、改質反応器や予熱器の熱源として活用する。
そこで、前述したこの種従来例に比し無駄がなく効率的であり、その分、運転コスト，ランニングコスト，製造コストに優れている。例えば、上述した第１の設備コスト等とこの第２のランニングコスト等とのトータルコストは、従来例のトータルコストの半分以下となる。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
第２に、効率面やランニングコスト等にも優れている。すなわち、本発明のエタノール水溶液の改質システムは、改質ガスをロータリーエンジンの燃料とすると共に、その排気ガスが高温であることに着目して、改質反応器や予熱器の熱源として活用する。
そこで、前述したこの種従来例に比し無駄がなく効率的であり、その分、運転コスト，ランニングコスト，製造コストに優れている。例えば、上述した第１の設備コスト等とこの第２のランニングコスト等とのトータルコストは、従来例のトータルコストの半分以下となる。
このように、この種従来例に存した課題がすべて解決される等、本発明の発揮する効果は、顕著にして大なるものがある。
《図面について》
以下、本発明のエタノール水溶液の改質システムを、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供する。そして、図１は構成フロー図であり、図２〜図４は、それぞれ実施例１，２，３の計測データのグラフである。
以下、本発明のエタノール水溶液の改質システムを、図面に示した発明を実施するための最良の形態に基づいて、詳細に説明する。
図１〜図４は、本発明を実施するための最良の形態の説明に供する。そして、図１は構成フロー図であり、図２〜図４は、それぞれ実施例１，２，３の計測データのグラフである。
《エタノールについて》
本発明は、エタノール水溶液１の改質システムに関する。そこで、まずエタノールについて述べておく。
エタノールつまりエチルアルコールＣ２Ｈ５ＯＨ（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ，Ｃ２Ｈ６Ｏ）は、糖類やデンプン質を原材料とする発酵法のほか、硫酸水和法や直接水和法で製造される。最近は、デンプン質を多く含む植物、特にトウモロコシの実，サトウキビ，稲わらの茎や葉等の穀物を原材料としたバイオエタノールが、量産化用に注目を集めている。
ところで、この種のエタノールは、通常まず、濃度１０ｗｔ％程度の（原）エタノール水溶液１として提供される。水を溶媒溶液とし、エタノールを低濃度の溶質成分として、水和状態で提供される。
そして、単蒸留法により粗蒸留され、もってエタノール濃度２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度（水８０ｗｔ％〜４０ｗｔ％程度）の粗エタノール水溶液１へと、精製される。代表的には、濃度４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度（水６０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度）まで、精製される。
本発明は、このような粗エタノール水溶液１を対象とする。
本発明は、エタノール水溶液１の改質システムに関する。そこで、まずエタノールについて述べておく。
エタノールつまりエチルアルコールＣ２Ｈ５ＯＨ（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ，Ｃ２Ｈ６Ｏ）は、糖類やデンプン質を原材料とする発酵法のほか、硫酸水和法や直接水和法で製造される。最近は、デンプン質を多く含む植物、特にトウモロコシの実，サトウキビ，稲わらの茎や葉等の穀物を原材料としたバイオエタノールが、量産化用に注目を集めている。
ところで、この種のエタノールは、通常まず、濃度１０ｗｔ％程度の（原）エタノール水溶液１として提供される。水を溶媒溶液とし、エタノールを低濃度の溶質成分として、水和状態で提供される。
そして、単蒸留法により粗蒸留され、もってエタノール濃度２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度（水８０ｗｔ％〜４０ｗｔ％程度）の粗エタノール水溶液１へと、精製される。代表的には、濃度４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度（水６０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度）まで、精製される。
本発明は、このような粗エタノール水溶液１を対象とする。
《予熱器２について》
次に、予熱器２について説明する。上述により精製，提供された粗エタノール水溶液１は、予熱器２で気化された後、次工程の改質反応器３に供給される。
この予熱器２について、更に詳述する。予熱器２は、粗エタノール水溶液１を加熱により気化し、もって水蒸気とエタノールよりなる粗エタノールの混合ガス４を、改質反応器３へと供給する。そのエタノール濃度は、２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度、代表的には４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度である。
図示例の予熱器２は、改質反応器３から使用済として排出され、まだ高温を維持しているロータリーエンジン５の排気ガス６が、管路７を介して導入され、もって加熱用熱源として使用される。加熱に使用される排気ガス６の温度、つまり予熱器２の内部温度は、例えば６５０℃程度である。
予熱器２は、このようになっている。
次に、予熱器２について説明する。上述により精製，提供された粗エタノール水溶液１は、予熱器２で気化された後、次工程の改質反応器３に供給される。
この予熱器２について、更に詳述する。予熱器２は、粗エタノール水溶液１を加熱により気化し、もって水蒸気とエタノールよりなる粗エタノールの混合ガス４を、改質反応器３へと供給する。そのエタノール濃度は、２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度、代表的には４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度である。
図示例の予熱器２は、改質反応器３から使用済として排出され、まだ高温を維持しているロータリーエンジン５の排気ガス６が、管路７を介して導入され、もって加熱用熱源として使用される。加熱に使用される排気ガス６の温度、つまり予熱器２の内部温度は、例えば６５０℃程度である。
予熱器２は、このようになっている。
《改質反応器３について》
次に、改質反応器３について説明する。改質反応器３は、予熱器２から供給されたエタノールを、水蒸気改質する。
すなわち改質反応器３は、ロータリーエンジン５からの排気ガス６が、６５０℃以上例えば８００℃から９００℃程度で導入されると共に、内部が６５０℃以上例えば８００℃程度に維持される。そして、このように高温の排気ガス６を利用し、高温下において触媒８のもとで、エタノールと水蒸気とを反応させ、もって、水素と一酸化炭素や二酸化炭素に水蒸気改質して、改質ガス９を生成する。
このような改質反応器３について、更に詳述する。改質反応器３には、予熱器２から管路１０を介して混合ガス４が供給されると共に、ロータリーエンジン５から管路１１を介して、排気ガス６が導入される。改質反応器３は、排気ガス６の経路が内部配設されており、供給された混合ガス４の水蒸気とエタノールが、経路を通過する排気ガス６の顕熱にて、例えば８００℃程度に維持される。
そこで改質反応器３内では、改質対象であるエタノールが、このような熱の作用と、内部充填された触媒８の作用とに基づき、水蒸気をガス化剤として反応して、水素，一酸化炭素，二酸化炭素等に変換され、水蒸気改質される。
反応促進用の改質触媒８としては、ニッケル系のものが代表的に使用され、例えば、ニッケル担持アルミナ粒状触媒（粒度６０〜８０ｍｅｓｈ）が使用されるが、その他、シリカ系，白金系，ロジウム系，ゼオライト系のものも使用可能である。そして触媒８は、例えば粒子固定反応層として、改質反応器３内に充填される。
改質反応器３は、このようになっている。
次に、改質反応器３について説明する。改質反応器３は、予熱器２から供給されたエタノールを、水蒸気改質する。
すなわち改質反応器３は、ロータリーエンジン５からの排気ガス６が、６５０℃以上例えば８００℃から９００℃程度で導入されると共に、内部が６５０℃以上例えば８００℃程度に維持される。そして、このように高温の排気ガス６を利用し、高温下において触媒８のもとで、エタノールと水蒸気とを反応させ、もって、水素と一酸化炭素や二酸化炭素に水蒸気改質して、改質ガス９を生成する。
このような改質反応器３について、更に詳述する。改質反応器３には、予熱器２から管路１０を介して混合ガス４が供給されると共に、ロータリーエンジン５から管路１１を介して、排気ガス６が導入される。改質反応器３は、排気ガス６の経路が内部配設されており、供給された混合ガス４の水蒸気とエタノールが、経路を通過する排気ガス６の顕熱にて、例えば８００℃程度に維持される。
そこで改質反応器３内では、改質対象であるエタノールが、このような熱の作用と、内部充填された触媒８の作用とに基づき、水蒸気をガス化剤として反応して、水素，一酸化炭素，二酸化炭素等に変換され、水蒸気改質される。
反応促進用の改質触媒８としては、ニッケル系のものが代表的に使用され、例えば、ニッケル担持アルミナ粒状触媒（粒度６０〜８０ｍｅｓｈ）が使用されるが、その他、シリカ系，白金系，ロジウム系，ゼオライト系のものも使用可能である。そして触媒８は、例えば粒子固定反応層として、改質反応器３内に充填される。
改質反応器３は、このようになっている。
《反応式について》
水蒸気改質反応については、次のとおり。改質反応器３では、次の化１，化２の化学反応式により、水蒸気改質が行われる。
水蒸気改質反応については、次のとおり。改質反応器３では、次の化１，化２の化学反応式により、水蒸気改質が行われる。
化１の反応式において、エタノールＣＨ３ＣＨ２ＯＨは、水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、一酸化炭素ＣＯと水素Ｈ２とに水蒸気改質される。エタノールと水蒸気の系は、高温付与により系のエンタルピーが上がり、吸熱反応により一酸化炭素と水素の混合気体に完全ガス化されるが、生成水素量（水素収率）は最小である。
これに対し化２の反応式では、エタノールＣＨ３ＣＨ２ＯＨは水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、二酸化炭素ＣＯ２と水素Ｈ２とに水蒸気改質される。これは、化１の反応式より多量の水蒸気が作用すると共に、化１の反応式の一酸化炭素も完全に改質された場合であり、吸熱反応により二酸化炭素と水素に完全ガス化され、生成水素量（水素収率）は最大となる。
すなわち、この化２の反応式では、化１の反応式で生成された一酸化炭素ＣＯが、発熱反応である化３のシフト反応により、水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、二酸化炭素ＣＯ２と水素Ｈ２の混合気体に改質，変換される。そこで、化１の反応式に、次の化３の反応式の２倍を加えると、化２の反応式となる。
これに対し化２の反応式では、エタノールＣＨ３ＣＨ２ＯＨは水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、二酸化炭素ＣＯ２と水素Ｈ２とに水蒸気改質される。これは、化１の反応式より多量の水蒸気が作用すると共に、化１の反応式の一酸化炭素も完全に改質された場合であり、吸熱反応により二酸化炭素と水素に完全ガス化され、生成水素量（水素収率）は最大となる。
すなわち、この化２の反応式では、化１の反応式で生成された一酸化炭素ＣＯが、発熱反応である化３のシフト反応により、水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、二酸化炭素ＣＯ２と水素Ｈ２の混合気体に改質，変換される。そこで、化１の反応式に、次の化３の反応式の２倍を加えると、化２の反応式となる。
さてそこで、シフト反応が０％の場合は化１の反応式により、シフト反応が１００％の場合は化２の反応式により、水蒸気改質が進行することになる。
しかしこれらは理論上，リミット上であり、実際上は、一酸化炭素濃度を低減するシフト反応の発生程度等に従い、化１と化２の中間の反応式により、水蒸気改質が進行する可能性が高い。この場合は、一酸化炭素ＣＯと二酸化炭素ＣＯ２と水素Ｈ２の混合気体が生成される。例えば、化１の反応式の反応に加え化２の反応式の反応が半分起きた、次の化４の反応式にて、水蒸気改質が進行することが考えられる。
しかしこれらは理論上，リミット上であり、実際上は、一酸化炭素濃度を低減するシフト反応の発生程度等に従い、化１と化２の中間の反応式により、水蒸気改質が進行する可能性が高い。この場合は、一酸化炭素ＣＯと二酸化炭素ＣＯ２と水素Ｈ２の混合気体が生成される。例えば、化１の反応式の反応に加え化２の反応式の反応が半分起きた、次の化４の反応式にて、水蒸気改質が進行することが考えられる。
《精製オーダー，その他について》
改質反応器３における化学反応式は、上述した通りである。そこで、予熱器２を経由して改質反応器３に供給される混合ガス４、つまり粗エタノール水溶液１の精製オーダーについては、次のとおり。
水蒸気改質に際し、エタノール１モル（４６ｇ）に対し、理論上必要な水蒸気量は、化１と化２の反応式により１〜３モル（１８ｇ〜５４ｇ）であり、もってエタノール１ｇに対する必要水蒸気量は、０．３９〜１．１７ｇとして算出される。
このような理論上の必要量に対し、実際上の必要量は、通常その１．３倍とされているので、実際上必要な水蒸気量は、エタノール重量の０．５１〜１．５２倍となる。
従って、粗エタノール水溶液１の精製オーダーは、エタノール濃度が例えば４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％（含水量がエタノール質量の１倍〜１．５倍）程度で良いことになる。つまり、前述した単蒸留法により粗蒸留された低濃度の粗エタノールで良いことになる。
改質反応器３における化学反応式は、上述した通りである。そこで、予熱器２を経由して改質反応器３に供給される混合ガス４、つまり粗エタノール水溶液１の精製オーダーについては、次のとおり。
水蒸気改質に際し、エタノール１モル（４６ｇ）に対し、理論上必要な水蒸気量は、化１と化２の反応式により１〜３モル（１８ｇ〜５４ｇ）であり、もってエタノール１ｇに対する必要水蒸気量は、０．３９〜１．１７ｇとして算出される。
このような理論上の必要量に対し、実際上の必要量は、通常その１．３倍とされているので、実際上必要な水蒸気量は、エタノール重量の０．５１〜１．５２倍となる。
従って、粗エタノール水溶液１の精製オーダーは、エタノール濃度が例えば４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％（含水量がエタノール質量の１倍〜１．５倍）程度で良いことになる。つまり、前述した単蒸留法により粗蒸留された低濃度の粗エタノールで良いことになる。
なお第１に、前述した化１，化２，化３の反応式の過程において、次の化５，化６の中間反応も見られる。
すなわち、前述した水蒸気改質の過程で、若干のメタンＣＨ４が、中間生成物として随伴生成されるが、このメタンＣＨ４は、化５，化６の反応式により、殆ど一酸化炭素ＣＯと水素Ｈ２とに分解されてしまう。
なお第２に、精製，供給された粗エタノール水溶液１中には、蒸留されたにもかかわらず、不純物として糖類，アミノ酸類が、僅かに付随的に付加混入されている場合もある。しかしながら、このような糖類，アミノ酸類は、改質反応器３において、一酸化炭素，水素，水蒸気等に改質されてしまう。
精製オーダー，その他については、上述した通りである。
なお第２に、精製，供給された粗エタノール水溶液１中には、蒸留されたにもかかわらず、不純物として糖類，アミノ酸類が、僅かに付随的に付加混入されている場合もある。しかしながら、このような糖類，アミノ酸類は、改質反応器３において、一酸化炭素，水素，水蒸気等に改質されてしまう。
精製オーダー，その他については、上述した通りである。
《ロータリーエンジン５等について》
次に、ロータリーエンジン５について述べる。エンジン代表的に使用されるロータリーエンジン５は、改質反応器３にて生成された改質ガス９の水素や一酸化炭素を燃料として、運転される。
このようなロータリーエンジン５について、更に詳述する。ロータリーエンジン５は、周知のごとく、燃焼室内でローターが偏心回転して、主軸に回転力を伝達する、間欠燃焼式・容積式の内燃機関である。そして、このロータリーエンジン５の燃料として、改質反応器３から管路１０で供給された、改質ガス９中の水素，一酸化炭素，メタン等が使用される。
このロータリーエンジン５への管路１０には、途中に、冷却水１２による冷却部１３と、改質ガス９の圧送用兼流量調整用のポンプ１４と、改質ガス９への空気１５の導入量調整用の調節ユニット１６とが、順に介装されている。冷却部１３からは、改質ガス９中に残存していた剰余水蒸気が、凝縮水１７となって、排出，除去される。
ロータリーエンジン５の主軸は、隣接設置された発電機１８に連結されており、その駆動が発電に利用されているが、勿論、電力化以外の駆動エネルギー源として各種用途に利用可能である。
ロータリーエンジン５の排気ガス６は、６５０℃以上例えば８００℃〜９００℃程度であり、煙道である管路１１を介して、改質反応器３に導入される。図示例の管路１１には、燃焼部１９が介装されている。
すなわち、ロータリーエンジン５の排気ガス６中には、燃料の未燃分がかなり残留しているので、これを再燃焼させる燃焼部１９が介装されており、燃焼部１９は、例えば酸化触媒付のワイヤメッシュ構造よりなり、燃料の未燃分を捕集，燃焼させ、もって改質反応器３へと向かう排気ガス６の温度を一段と高温化し、例えば８００℃〜９００℃程度とする。
なお、このようにロータリーエンジン５が代表的に使用されるが、エンジンとして、その他のレシプロエンジン例えばディーゼルエンジンやガスエンジンも使用可能であり、更にガスタービン等も使用可能であるが、これらの場合、その排気ガス６は３００℃〜６００℃、例えば３５０℃〜４５０℃程度なので、８００℃以上に高温加熱されて、改質反応器３へと導入される。
ロータリーエンジン５等は、このようになっている。
次に、ロータリーエンジン５について述べる。エンジン代表的に使用されるロータリーエンジン５は、改質反応器３にて生成された改質ガス９の水素や一酸化炭素を燃料として、運転される。
このようなロータリーエンジン５について、更に詳述する。ロータリーエンジン５は、周知のごとく、燃焼室内でローターが偏心回転して、主軸に回転力を伝達する、間欠燃焼式・容積式の内燃機関である。そして、このロータリーエンジン５の燃料として、改質反応器３から管路１０で供給された、改質ガス９中の水素，一酸化炭素，メタン等が使用される。
このロータリーエンジン５への管路１０には、途中に、冷却水１２による冷却部１３と、改質ガス９の圧送用兼流量調整用のポンプ１４と、改質ガス９への空気１５の導入量調整用の調節ユニット１６とが、順に介装されている。冷却部１３からは、改質ガス９中に残存していた剰余水蒸気が、凝縮水１７となって、排出，除去される。
ロータリーエンジン５の主軸は、隣接設置された発電機１８に連結されており、その駆動が発電に利用されているが、勿論、電力化以外の駆動エネルギー源として各種用途に利用可能である。
ロータリーエンジン５の排気ガス６は、６５０℃以上例えば８００℃〜９００℃程度であり、煙道である管路１１を介して、改質反応器３に導入される。図示例の管路１１には、燃焼部１９が介装されている。
すなわち、ロータリーエンジン５の排気ガス６中には、燃料の未燃分がかなり残留しているので、これを再燃焼させる燃焼部１９が介装されており、燃焼部１９は、例えば酸化触媒付のワイヤメッシュ構造よりなり、燃料の未燃分を捕集，燃焼させ、もって改質反応器３へと向かう排気ガス６の温度を一段と高温化し、例えば８００℃〜９００℃程度とする。
なお、このようにロータリーエンジン５が代表的に使用されるが、エンジンとして、その他のレシプロエンジン例えばディーゼルエンジンやガスエンジンも使用可能であり、更にガスタービン等も使用可能であるが、これらの場合、その排気ガス６は３００℃〜６００℃、例えば３５０℃〜４５０℃程度なので、８００℃以上に高温加熱されて、改質反応器３へと導入される。
ロータリーエンジン５等は、このようになっている。
《作用等》
本発明のエタノール水溶液１の改質システムは、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）この改質システムは、予熱器２と改質反応器３とロータリーエンジン５とを備えている。そして、濃度２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度、代表的には濃度４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度の粗エタノール水溶液１が、精製，供給される。
本発明のエタノール水溶液１の改質システムは、以上説明したように構成されている。そこで、以下のようになる。
（１）この改質システムは、予熱器２と改質反応器３とロータリーエンジン５とを備えている。そして、濃度２０ｗｔ％〜６０ｗｔ％程度、代表的には濃度４０ｗｔ％〜５０ｗｔ％程度の粗エタノール水溶液１が、精製，供給される。
（２）供給された粗エタノール水溶液１は、まず予熱器２にて、加熱，気化される。この加熱は、ロータリーエンジン５から排出されると共に、改質反応器３を経由した後の排気ガス６の余熱を利用して、例えば６５０℃程度で実施される。
（３）このように粗エタノール水溶液１は、予熱器２にて加熱，気化され、水蒸気とエタノールの混合ガス４となって、改質反応器３に供給される。改質反応器３には、ロータリーエンジン５からの排気ガス６が、６５０℃以上例えば８００℃〜９００℃程度で導入され、内部が６５０℃以上例えば８００℃程度に維持されている。
（４）そこでエタノールは、この改質反応器３内において、排気ガス６の熱の作用と、内部充填された触媒８の作用とに基づき、水蒸気と反応して改質される。
（５）すなわち、エタノールＣ２Ｈ５ＯＨは、前述した化１，化２，化３の化学反応式により、水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、水素Ｈ２，一酸化炭素ＣＯ，二酸化炭素ＣＯ２等に、水蒸気改質により変換される。
（６）このように改質，生成された混合気体である改質ガス９は、ロータリーエンジン５に供給される。ロータリーエンジン５は、改質ガス９中の水素や一酸化炭素を燃料として、運転される。
（７）そして、ロータリーエンジン５の排気ガス６は、６５０℃以上例えば８００℃〜９００℃程度と高温であり、改質反応器３へと排出，導入される。なお、改質反応器３にて使用，排出された排気ガス６は、まだ６５０℃程度と高温を維持しており、更に予熱器２に導入されて加熱用に利用される。
（８）さて、このエタノール水溶液１の改質システムは、以上説明したように、改質反応器３からの改質ガス９を、ロータリーエンジン５の燃料として使用すると共に、ロータリーエンジン５の排気ガス６が極めて高温であることに着目して、排気ガス６を、改質反応器３や予熱器２に持ち込んで活用する。
この改質システムでは、このように、改質反応器３とロータリーエンジン５と予熱器２との間が、有機的に関連付けられている。つまり、その各構成間が、サイクル的，相互補完的，循環的に関係しており、その分だけ設備が、簡単容易化，簡略化，小型化，小規模化されるようになる。
この改質システムでは、このように、改質反応器３とロータリーエンジン５と予熱器２との間が、有機的に関連付けられている。つまり、その各構成間が、サイクル的，相互補完的，循環的に関係しており、その分だけ設備が、簡単容易化，簡略化，小型化，小規模化されるようになる。
（９）この改質システムは、このように、その構成設備である改質反応器３，ロータリーエンジン５，予熱器２間が、有機的，サイクル的，相互補完的，循環的に関連付けられている。
そこで、全体のシステム運用に無駄がなく、効率的である。すなわち、システムのランニング面において、その燃料や熱源が無駄なく生成，利用されており、もって例えば、電力をコスト面に優れて供給可能となる。
そこで、全体のシステム運用に無駄がなく、効率的である。すなわち、システムのランニング面において、その燃料や熱源が無駄なく生成，利用されており、もって例えば、電力をコスト面に優れて供給可能となる。
（１０）なお以上、エタノールの水蒸気改質について説明したが、本発明の技術は、他のアルコール系にも応用可能である。例えば、メタノール，プロパノール，ブタノール等について、濃度の薄い溶液を同様に水蒸気改質して、燃料化することも考えられる。
ここで、本発明のエタノール水溶液１の改質システムについて、その各実施例について述べておく。
まず図２は、実施例１のテスト結果の計測データのグラフである。この実施例１では、図１に示した改質システムにおいて、触媒８が充填された改質反応器３に対し、粗エタノール水溶液１を混合ガス４に気化して連続的に供給し、もって水蒸気改質についてテストした。実施例１のテスト条件は、次のとおり。
・供給比（ｗｔ） ： Ｃ２Ｈ５ＯＨ ３０ 対 Ｈ２Ｏ ７０
・そのカーボンＣと水Ｈ２Ｏの比率（ｍｏｌ）： １ 対 ３
・触媒温度（℃） ： ８００
・ガス滞留時間（ｍｓ）： ６９
・触媒： ニッケルＮｉ触媒，層高１３ｍｍ，層断面積７８．５ｍｍ２，層空隙率０．４
・テスト時間（ｍｉｎ）： ３５
まず図２は、実施例１のテスト結果の計測データのグラフである。この実施例１では、図１に示した改質システムにおいて、触媒８が充填された改質反応器３に対し、粗エタノール水溶液１を混合ガス４に気化して連続的に供給し、もって水蒸気改質についてテストした。実施例１のテスト条件は、次のとおり。
・供給比（ｗｔ） ： Ｃ２Ｈ５ＯＨ ３０ 対 Ｈ２Ｏ ７０
・そのカーボンＣと水Ｈ２Ｏの比率（ｍｏｌ）： １ 対 ３
・触媒温度（℃） ： ８００
・ガス滞留時間（ｍｓ）： ６９
・触媒： ニッケルＮｉ触媒，層高１３ｍｍ，層断面積７８．５ｍｍ２，層空隙率０．４
・テスト時間（ｍｉｎ）： ３５
このようなテスト条件のもと、改質反応器３から生成，排出される改質ガス９を、経時的に計測した結果、図２に示したように次のデータが得られた。
・改質ガスの構成（ｖｏｌ％）： Ｈ２ ７０％， ＣＯ １３％， ＣＯ２ １７％
， ＣＨ４ ０．１％
・エタノール改質変換率（％）： ９９．９９（エタノール残留は検出されず）
・炭素析出 ： Ｎｏ coke deposition
・炭化水素 ： Ｎｏ C2-hydrocarbons
実施例１のテスト結果によると、このように、エタノールＣ２Ｈ５ＯＨは、所期のごとく水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、水素Ｈ２，一酸化炭素ＣＯ，二酸化炭素ＣＯ２，極く僅かのメタンＣＨ４等に、水蒸気改質された。この点が、データ的に確認された。
実施例１については、以上のとおり。
・改質ガスの構成（ｖｏｌ％）： Ｈ２ ７０％， ＣＯ １３％， ＣＯ２ １７％
， ＣＨ４ ０．１％
・エタノール改質変換率（％）： ９９．９９（エタノール残留は検出されず）
・炭素析出 ： Ｎｏ coke deposition
・炭化水素 ： Ｎｏ C2-hydrocarbons
実施例１のテスト結果によると、このように、エタノールＣ２Ｈ５ＯＨは、所期のごとく水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、水素Ｈ２，一酸化炭素ＣＯ，二酸化炭素ＣＯ２，極く僅かのメタンＣＨ４等に、水蒸気改質された。この点が、データ的に確認された。
実施例１については、以上のとおり。
次に図３は、実施例２のテスト結果の計測データのグラフである。実施例２では、実施例１と同様、改質反応器３に粗エタノール水溶液１を気化して連続的供給し、もって水蒸気改質についてテストした。実施例２のテスト条件は、次のとおり。
・供給比（ｗｔ） ： Ｃ２Ｈ５ＯＨ ３０ 対 Ｈ２Ｏ ７０
・そのカーボンＣと水Ｈ２Ｏの比率（ｍｏｌ）： １ 対 ３
・触媒温度（℃） ： ７００
・ガス滞留時間（ｍｓ）： ４８
・触媒： ニッケルＮｉ触媒，層高１３ｍｍ，層断面積７８．５ｍｍ２，層空隙率０．４
・テスト時間（ｍｉｎ）： ６０
・供給比（ｗｔ） ： Ｃ２Ｈ５ＯＨ ３０ 対 Ｈ２Ｏ ７０
・そのカーボンＣと水Ｈ２Ｏの比率（ｍｏｌ）： １ 対 ３
・触媒温度（℃） ： ７００
・ガス滞留時間（ｍｓ）： ４８
・触媒： ニッケルＮｉ触媒，層高１３ｍｍ，層断面積７８．５ｍｍ２，層空隙率０．４
・テスト時間（ｍｉｎ）： ６０
このようなテスト条件のもと、生成，排出される改質ガス９を、経時的に計測した結果、図３に示した次のデータが得られた。
・改質ガスの構成（ｖｏｌ％）： Ｈ２ ７０％， ＣＯ １２．５％， ＣＯ２
１７％， ＣＨ４ ０．５％
・エタノール改質変換率（％）： ９９．９９（エタノール残留は検出されず）
・炭素析出 ： Slight coke deposition
・炭化水素 ： Ｎｏ C2-hydrocarbons
実施例２のテスト結果によると、このように、エタノールＣ２Ｈ５ＯＨは、所期のごとく水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、水素Ｈ２，一酸化炭素ＣＯ，二酸化炭素ＣＯ２，僅かのメタンＣＨ４等に、水蒸気改質された。この点が、データ的に確認された。
実施例２については、以上のとおり。
・改質ガスの構成（ｖｏｌ％）： Ｈ２ ７０％， ＣＯ １２．５％， ＣＯ２
１７％， ＣＨ４ ０．５％
・エタノール改質変換率（％）： ９９．９９（エタノール残留は検出されず）
・炭素析出 ： Slight coke deposition
・炭化水素 ： Ｎｏ C2-hydrocarbons
実施例２のテスト結果によると、このように、エタノールＣ２Ｈ５ＯＨは、所期のごとく水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、水素Ｈ２，一酸化炭素ＣＯ，二酸化炭素ＣＯ２，僅かのメタンＣＨ４等に、水蒸気改質された。この点が、データ的に確認された。
実施例２については、以上のとおり。
図４は、実施例３のテスト結果の計測データのグラフである。実施例３では、実施例１，２と同様、改質反応器３に粗エタノール水溶液１を気化して連続的供給し、もって水蒸気改質についてテストした。この実施例３のテスト条件は、次のとおり。
・供給比（ｗｔ） ： Ｃ２Ｈ５ＯＨ ５６．３ 対 Ｈ２Ｏ ４７．７
・そのカーボンＣと水Ｈ２Ｏの比率（ｍｏｌ）： １ 対 ０．９９
・触媒温度（℃） ： ７００
・ガス滞留時間（ｍｓ）： ４９
・触媒： ニッケルＮｉ触媒，層高１３ｍｍ，層断面積７８．５ｍｍ２，層空隙率０．４
・テスト時間（ｍｉｎ）： ６０
・供給比（ｗｔ） ： Ｃ２Ｈ５ＯＨ ５６．３ 対 Ｈ２Ｏ ４７．７
・そのカーボンＣと水Ｈ２Ｏの比率（ｍｏｌ）： １ 対 ０．９９
・触媒温度（℃） ： ７００
・ガス滞留時間（ｍｓ）： ４９
・触媒： ニッケルＮｉ触媒，層高１３ｍｍ，層断面積７８．５ｍｍ２，層空隙率０．４
・テスト時間（ｍｉｎ）： ６０
このようなテスト条件のもと、生成，排出される改質ガス９を、経時的に計測した結果、図４に示した次のデータが得られた。
・改質ガスの構成（ｖｏｌ％）： Ｈ２ ６３％， ＣＯ ２３％， ＣＯ２ １０％
， ＣＨ４ ３％
・エタノール改質変換率（％）： ９９．９９（エタノール残留は検出されず）
・炭素析出 ： Significant coke deposition
・炭化水素 ： Ｎｏ C2-hydrocarbons
実施例３のテスト結果によると、このように、エタノールＣ２Ｈ５ＯＨは、所期のごとく水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、水素Ｈ２，一酸化炭素ＣＯ，二酸化炭素ＣＯ２，若干のメタンＣＨ４等に、水蒸気改質された。この点が、データ的に確認された。
実施例３については、以上のとおり。
・改質ガスの構成（ｖｏｌ％）： Ｈ２ ６３％， ＣＯ ２３％， ＣＯ２ １０％
， ＣＨ４ ３％
・エタノール改質変換率（％）： ９９．９９（エタノール残留は検出されず）
・炭素析出 ： Significant coke deposition
・炭化水素 ： Ｎｏ C2-hydrocarbons
実施例３のテスト結果によると、このように、エタノールＣ２Ｈ５ＯＨは、所期のごとく水蒸気Ｈ２Ｏと反応して、水素Ｈ２，一酸化炭素ＣＯ，二酸化炭素ＣＯ２，若干のメタンＣＨ４等に、水蒸気改質された。この点が、データ的に確認された。
実施例３については、以上のとおり。
１ （粗）エタノール水溶液
２ 予熱器
３ 改質反応器
４ 混合ガス
５ ロータリーエンジン（エンジン）
６ 排気ガス
７ 管路
８ 触媒
９ 改質ガス
１０ 管路
１１ 管路
１２ 冷却水
１３ 冷却部
１４ ポンプ
１５ 空気
１６ 調節ユニット
１７ 凝縮水
１８ 発電機
１９ 燃焼部
２ 予熱器
３ 改質反応器
４ 混合ガス
５ ロータリーエンジン（エンジン）
６ 排気ガス
７ 管路
８ 触媒
９ 改質ガス
１０ 管路
１１ 管路
１２ 冷却水
１３ 冷却部
１４ ポンプ
１５ 空気
１６ 調節ユニット
１７ 凝縮水
１８ 発電機
１９ 燃焼部
Claims (4)
- エンジンからの高温の排気ガスを利用して、エタノールを改質する改質反応器と、該改質反応器にて生成された改質ガスを燃料とする該エンジンと、を有していることを特徴とする、エタノール水溶液の改質システム。
- 請求項１に記載したエタノール水溶液の改質システムにおいて、該改質反応器は、該エンジンから導入された排気ガスによる高温下において、触媒のもとでエタノールと水蒸気とを反応させ、もって水素と一酸化炭素や二酸化炭素に水蒸気改質すること、を特徴とする、エタノール水溶液の改質システム。
- 請求項２に記載したエタノール水溶液の改質システムにおいて、予熱器が、エタノール水溶液を予め加熱して気化し、もってエタノールと水蒸気を該改質反応器に供給し、該改質反応器は、該エンジンからの排気ガスが導入され、もって内部が６５０℃以上例えば８００℃程度に維持されており、該エンジンは、ロータリーエンジンよりなること、を特徴とする、エタノール水溶液の改質システム。
- 請求項３に記載したエタノール水溶液の改質システムにおいて、該予熱器は、該ロータリーエンジンからの高温の排気ガスが導入されて加熱を実施し、濃度が２０ｗｔ％以上〜６０ｗｔ％以下、例えば４０ｗｔ％以上〜５０ｗｔ％以下程度の粗エタノールを、該改質反応器に供給し、該ロータリーエンジンは、改質ガス中の水素や一酸化炭素を燃料として運転されること、を特徴とするエタノール水溶液の改質システム。
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