JP2003106164A - 水熱変換及び分離方法、及びその装置 - Google Patents
水熱変換及び分離方法、及びその装置Info
- Publication number
- JP2003106164A JP2003106164A JP2002127934A JP2002127934A JP2003106164A JP 2003106164 A JP2003106164 A JP 2003106164A JP 2002127934 A JP2002127934 A JP 2002127934A JP 2002127934 A JP2002127934 A JP 2002127934A JP 2003106164 A JP2003106164 A JP 2003106164A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- heat
- heat exchanger
- effluent
- feedstock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
- H01M8/0643—Gasification of solid fuel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G11/00—Catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/72—Other features
- C10J3/78—High-pressure apparatus
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K23/00—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids
- F01K23/02—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled
- F01K23/06—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle
- F01K23/067—Plants characterised by more than one engine delivering power external to the plant, the engines being driven by different fluids the engine cycles being thermally coupled combustion heat from one cycle heating the fluid in another cycle the combustion heat coming from a gasification or pyrolysis process, e.g. coal gasification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0916—Biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0946—Waste, e.g. MSW, tires, glass, tar sand, peat, paper, lignite, oil shale
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0973—Water
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0953—Gasifying agents
- C10J2300/0973—Water
- C10J2300/0979—Water as supercritical steam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0983—Additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0983—Additives
- C10J2300/0993—Inert particles, e.g. as heat exchange medium in a fluidized or moving bed, heat carriers, sand
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
- C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
- C10J2300/1646—Conversion of synthesis gas to energy integrated with a fuel cell
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/164—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with conversion of synthesis gas
- C10J2300/1643—Conversion of synthesis gas to energy
- C10J2300/165—Conversion of synthesis gas to energy integrated with a gas turbine or gas motor
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/16—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant
- C10J2300/1696—Integration of gasification processes with another plant or parts within the plant with phase separation, e.g. after condensation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2220/00—Application
- F05B2220/10—Application in ram-jet engines or ram-jet driven vehicles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2201/00—Pretreatment
- F23G2201/40—Gasification
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2206/00—Waste heat recuperation
- F23G2206/20—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation
- F23G2206/202—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation with an internal combustion engine
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2206/00—Waste heat recuperation
- F23G2206/20—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation
- F23G2206/203—Waste heat recuperation using the heat in association with another installation with a power/heat generating installation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2900/00—Special features of, or arrangements for incinerators
- F23G2900/50003—Waste oxidation, pyrolysis or gasification in water under supercritical conditions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/12—Heat utilisation in combustion or incineration of waste
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
- Y02E20/18—Integrated gasification combined cycle [IGCC], e.g. combined with carbon capture and storage [CCS]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 有機物質を処理してエネルギーを生成する方
法及び装置を提供する。 【解決手段】 有機物質を処理してエネルギーを生成す
る装置は、水と共に有機物質を水熱的に処理し流出物を
生成する反応容器を含む。反応容器では、有機物はガス
化されて、蒸気、粒子状物、塩、腐食性の化合物を含ん
だ流出物を生成する。流出物は、熱交換器へ移送され、
流出物中の全ての水蒸気を液化するのに十分な温度まで
冷却される。冷却された流出物は、相対的に清浄なガス
状部分と、液化された水、粒子状物、塩、及び他の腐食
性の化合物を含んだ残留部分に分離される。ガス状部分
は、ガスタービンの燃焼チャンバーへ空気と共に供給さ
れエネルギーを生成する。水熱処理、又は蒸気タービン
を駆動する前に、流出物とガスタービンの廃熱から抽出
された熱を用いて有機物質を予熱する。
法及び装置を提供する。 【解決手段】 有機物質を処理してエネルギーを生成す
る装置は、水と共に有機物質を水熱的に処理し流出物を
生成する反応容器を含む。反応容器では、有機物はガス
化されて、蒸気、粒子状物、塩、腐食性の化合物を含ん
だ流出物を生成する。流出物は、熱交換器へ移送され、
流出物中の全ての水蒸気を液化するのに十分な温度まで
冷却される。冷却された流出物は、相対的に清浄なガス
状部分と、液化された水、粒子状物、塩、及び他の腐食
性の化合物を含んだ残留部分に分離される。ガス状部分
は、ガスタービンの燃焼チャンバーへ空気と共に供給さ
れエネルギーを生成する。水熱処理、又は蒸気タービン
を駆動する前に、流出物とガスタービンの廃熱から抽出
された熱を用いて有機物質を予熱する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に有機物を処
理してエネルギーを生成する方法及び装置(system)に
関する。特に、本発明は、水熱処理を用いて有機物をガ
ス化し、さらに、その結果生じる気体を用いてエネルギ
ーを生成する方法及び装置に関する。本発明は、特に
は、上記のみでなく、水熱処理反応容器で有機物をガス
化し、さらに、エネルギーを生成するガスタービンへ導
入するのに適した清浄な形式にして、反応容器流出物か
ら可燃性ガスを抽出する方法及び装置として有効であ
る。に関する。
理してエネルギーを生成する方法及び装置(system)に
関する。特に、本発明は、水熱処理を用いて有機物をガ
ス化し、さらに、その結果生じる気体を用いてエネルギ
ーを生成する方法及び装置に関する。本発明は、特に
は、上記のみでなく、水熱処理反応容器で有機物をガス
化し、さらに、エネルギーを生成するガスタービンへ導
入するのに適した清浄な形式にして、反応容器流出物か
ら可燃性ガスを抽出する方法及び装置として有効であ
る。に関する。
【0002】
【従来の技術】本発明は、一般に有機物を変換する方法
に関する。この変換は、エネルギーを生産し、化学的に
有機物を危険の少ない形式に変換し、または、その両方
のために実施することができる。例えば、1以上の有機
成分のために危険な廃棄物の流れ(waste stream)
は、本発明に従い処理され、1以上の危険でない廃棄物
の流になる。あるいは、有機物を含む原料は、本発明に
従い処理され、後に電気を生産する熱になる。
に関する。この変換は、エネルギーを生産し、化学的に
有機物を危険の少ない形式に変換し、または、その両方
のために実施することができる。例えば、1以上の有機
成分のために危険な廃棄物の流れ(waste stream)
は、本発明に従い処理され、1以上の危険でない廃棄物
の流になる。あるいは、有機物を含む原料は、本発明に
従い処理され、後に電気を生産する熱になる。
【0003】有機物の変換処理は、一般に、酸化処理又
は改質処理に分類することができる。前者では、その目
的は、一般に、過剰量の酸化剤と反応させて有機物を完
全に酸化させることである。酸化反応は、一般に、発熱
反応であり、エネルギーを生成するのにそのプロセスを
用いてもよい。これに対し、改質処理では、有機物は、
酸化剤無しで、又は不足当量の(substoichiometric)
酸化剤と反応し、有機物は十分酸化されていない化合物
に改質又はガス化される。改質処理の一例として、油性
沈殿物の中に見られる大きな炭化水素分子を、燃焼機関
の使用に適するより小さな分子に変換することが挙げら
れる。この処理は、生成される小さな分子が一般に標準
大気状態の下でガス状であるので、しばしば、ガス化と
呼ばれている。
は改質処理に分類することができる。前者では、その目
的は、一般に、過剰量の酸化剤と反応させて有機物を完
全に酸化させることである。酸化反応は、一般に、発熱
反応であり、エネルギーを生成するのにそのプロセスを
用いてもよい。これに対し、改質処理では、有機物は、
酸化剤無しで、又は不足当量の(substoichiometric)
酸化剤と反応し、有機物は十分酸化されていない化合物
に改質又はガス化される。改質処理の一例として、油性
沈殿物の中に見られる大きな炭化水素分子を、燃焼機関
の使用に適するより小さな分子に変換することが挙げら
れる。この処理は、生成される小さな分子が一般に標準
大気状態の下でガス状であるので、しばしば、ガス化と
呼ばれている。
【0004】酸化処理と改質処理の両方とも、極めて高
い反応率を得るには、超臨界状態にある水性媒体中で行
われる。例えば、Modellに対して1982年7月6日に
許可された米国特許第4338199号明細書は、水性
媒体中での酸化処理を開示しており、これは、超臨界水
酸化(SCWO)として知られるようになっている。S
CWOという名前が示すように、SCWO処理の実施に
おいて、酸化は、専ら必要条件として、温度(374℃
超)と圧力(約3200psi又は218バール超)が共
に超臨界状態下にあるときに起こる。実際のところ、S
CWOでは、500℃から650℃、かつ250バール
では、およそ2秒で実質上どんな有機化合物も、迅速か
つ完全に酸化されることが示されている。本発明で重要
なことは、速い反応率が、超臨界状態下で有機物をガス
化するような改質処理についても観測されていることで
ある。
い反応率を得るには、超臨界状態にある水性媒体中で行
われる。例えば、Modellに対して1982年7月6日に
許可された米国特許第4338199号明細書は、水性
媒体中での酸化処理を開示しており、これは、超臨界水
酸化(SCWO)として知られるようになっている。S
CWOという名前が示すように、SCWO処理の実施に
おいて、酸化は、専ら必要条件として、温度(374℃
超)と圧力(約3200psi又は218バール超)が共
に超臨界状態下にあるときに起こる。実際のところ、S
CWOでは、500℃から650℃、かつ250バール
では、およそ2秒で実質上どんな有機化合物も、迅速か
つ完全に酸化されることが示されている。本発明で重要
なことは、速い反応率が、超臨界状態下で有機物をガス
化するような改質処理についても観測されていることで
ある。
【0005】供給材料の中には、酸化又は非酸化環境の
下にある速い反応率が、亜臨界圧力で得られるものもあ
る。例えば、Hongに対して1992年4月21日に許可
された米国特許第5106513号明細書は、600℃
かつ25バールから220バールの圧力にある水性媒体
中の変換処理を開示している。本開示の目的上、さまざ
まな処理について述べられているが、水性媒体中の酸化
と変換についての上記のことは、約374℃から800
℃の間の温度で、かつ、約25バールから1000バー
ルの間の圧力で実施されるのであれば、ひとまとめにし
て水熱処理と言われる。
下にある速い反応率が、亜臨界圧力で得られるものもあ
る。例えば、Hongに対して1992年4月21日に許可
された米国特許第5106513号明細書は、600℃
かつ25バールから220バールの圧力にある水性媒体
中の変換処理を開示している。本開示の目的上、さまざ
まな処理について述べられているが、水性媒体中の酸化
と変換についての上記のことは、約374℃から800
℃の間の温度で、かつ、約25バールから1000バー
ルの間の圧力で実施されるのであれば、ひとまとめにし
て水熱処理と言われる。
【0006】典型的な水熱処理状態では、濃度は、0.
1g/ccの範囲にある。この濃度では、水分子は、そ
れらが標準状態の下で液体の水として存在しているとき
よりも、かなり離れた状態になっている。水素結合、つ
まり短距離現象は、ほぼ完全に崩壊されており、水分子
は、多くの液体の水に特有の性質である秩序性を失って
いる。特に、溶解性の挙動は、液体の水よりも高圧蒸気
のものに近い。より小さい極性及び無極性の有機化合物
は、相対的に高い揮発性を有し、典型的なSCWO状態
で蒸気として存在し、それ故に、完全に超臨界水と混合
性となるであろう。N2,O2,CO2等のガスは、類似
の完全混合性を示す。より大きな有機化合物やポリマー
は、典型的なSCWO状態で、より小さな分子に加水分
解され、その結果、化学反応を介して溶解される。水相
によるバルクの分極性の喪失は、通常、水溶性の塩にも
著しい影響を及ぼす。特に、塩は、もはや水分子に対し
容易に溶媒和物とならないので、しばしば固体物として
析出し、それは、処理(process)表面に沈殿すること
があり、熱伝導表面が汚れる原因又は処理の流れを妨げ
る原因となる。
1g/ccの範囲にある。この濃度では、水分子は、そ
れらが標準状態の下で液体の水として存在しているとき
よりも、かなり離れた状態になっている。水素結合、つ
まり短距離現象は、ほぼ完全に崩壊されており、水分子
は、多くの液体の水に特有の性質である秩序性を失って
いる。特に、溶解性の挙動は、液体の水よりも高圧蒸気
のものに近い。より小さい極性及び無極性の有機化合物
は、相対的に高い揮発性を有し、典型的なSCWO状態
で蒸気として存在し、それ故に、完全に超臨界水と混合
性となるであろう。N2,O2,CO2等のガスは、類似
の完全混合性を示す。より大きな有機化合物やポリマー
は、典型的なSCWO状態で、より小さな分子に加水分
解され、その結果、化学反応を介して溶解される。水相
によるバルクの分極性の喪失は、通常、水溶性の塩にも
著しい影響を及ぼす。特に、塩は、もはや水分子に対し
容易に溶媒和物とならないので、しばしば固体物として
析出し、それは、処理(process)表面に沈殿すること
があり、熱伝導表面が汚れる原因又は処理の流れを妨げ
る原因となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】理論的には、水熱処理
条件下での酸化は、エネルギーを生成するために用いら
れる。上述したように、最も多くの酸化反応は発熱反応
であり、そのような反応を用いて、熱を生成することが
でき、さらには、電気等の有効なエネルギー形態を生成
することができる。不運にも、酸化剤を反応容器に導入
する前に、より多くのエネルギーが、この酸化剤を加圧
することに消費される。したがって、特に、低い熱的価
値しかない廃棄物流れ又は他の供給材料が酸化される時
には、少しの純粋なエネルギー量しか生成されない。
条件下での酸化は、エネルギーを生成するために用いら
れる。上述したように、最も多くの酸化反応は発熱反応
であり、そのような反応を用いて、熱を生成することが
でき、さらには、電気等の有効なエネルギー形態を生成
することができる。不運にも、酸化剤を反応容器に導入
する前に、より多くのエネルギーが、この酸化剤を加圧
することに消費される。したがって、特に、低い熱的価
値しかない廃棄物流れ又は他の供給材料が酸化される時
には、少しの純粋なエネルギー量しか生成されない。
【0008】水熱処理状態下での酸化と異なり、ガス化
では、酸化剤への加圧を必要としない。したがって、水
熱処理状態は、有機物を効率よくガス化することがで
き、その結果生じるガスはエネルギーを生成するために
用いられる。不運にも、たいていの供給材料について、
ガス化反応容器から排出される流出物は、粒子状物や塩
や他の腐食性の化合物(species)を含んでおり、これ
らのために、タービンやガスタービン等のエネルギーを
生産する装置へこの流出物を直接導入するのは、適当で
ない。さらに、高圧・高温の流出物から固体物を濾過す
るのは、しばしば、現実的ではなく、溶解性の塩や腐食
性の化合物は、標準的な濾過法では取り除くことができ
ない。
では、酸化剤への加圧を必要としない。したがって、水
熱処理状態は、有機物を効率よくガス化することがで
き、その結果生じるガスはエネルギーを生成するために
用いられる。不運にも、たいていの供給材料について、
ガス化反応容器から排出される流出物は、粒子状物や塩
や他の腐食性の化合物(species)を含んでおり、これ
らのために、タービンやガスタービン等のエネルギーを
生産する装置へこの流出物を直接導入するのは、適当で
ない。さらに、高圧・高温の流出物から固体物を濾過す
るのは、しばしば、現実的ではなく、溶解性の塩や腐食
性の化合物は、標準的な濾過法では取り除くことができ
ない。
【0009】上記を考慮し、本発明の目的は、効率よく
有機物を処理し、エネルギーを生成する装置及び方法を
提供することである。本発明の他の目的は、大量のエネ
ルギーを消費せず、適切な圧力にまで酸化剤を加圧し、
この酸化剤を水熱反応容器に導入するための、有機物を
処理してエネルギーを生成する装置及び方法を提供する
ことである。さらに、本発明の他の目的は、粒子状物、
塩、又は他の腐食性の化合物を含む有機物の供給材料を
有効に処理することを考慮した、有機物を処理してエネ
ルギーを生成する装置及び方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、粒子状物、塩、又は他の腐
食性の化合物を含む有機物の供給材料からエネルギーを
生成するガスタービンへ直接導入するために好適な、清
浄な可燃性ガスを得る装置及び方法を提供することであ
る。本発明の他の目的は、危険な有機成分を危険のない
成分に有効に変換する供給材料の処理装置及び方法を提
供することである。また、本発明の他の目的は、その後
のガス分離を補助するために、中程度から高圧において
清浄なガス流出物を生成するための供給材料の処理装置
及び方法を提供することである。さらに、本発明の他の
目的は、容易に実施でき、使用が簡単で、相対的にコス
トが効果的な、エネルギーを生成する有機物を含んだ供
給材料の処理装置及び方法を提供することである。
有機物を処理し、エネルギーを生成する装置及び方法を
提供することである。本発明の他の目的は、大量のエネ
ルギーを消費せず、適切な圧力にまで酸化剤を加圧し、
この酸化剤を水熱反応容器に導入するための、有機物を
処理してエネルギーを生成する装置及び方法を提供する
ことである。さらに、本発明の他の目的は、粒子状物、
塩、又は他の腐食性の化合物を含む有機物の供給材料を
有効に処理することを考慮した、有機物を処理してエネ
ルギーを生成する装置及び方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、粒子状物、塩、又は他の腐
食性の化合物を含む有機物の供給材料からエネルギーを
生成するガスタービンへ直接導入するために好適な、清
浄な可燃性ガスを得る装置及び方法を提供することであ
る。本発明の他の目的は、危険な有機成分を危険のない
成分に有効に変換する供給材料の処理装置及び方法を提
供することである。また、本発明の他の目的は、その後
のガス分離を補助するために、中程度から高圧において
清浄なガス流出物を生成するための供給材料の処理装置
及び方法を提供することである。さらに、本発明の他の
目的は、容易に実施でき、使用が簡単で、相対的にコス
トが効果的な、エネルギーを生成する有機物を含んだ供
給材料の処理装置及び方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に従い、有機物質
を処理してエネルギーを生成する装置は、水と共に有機
物質を水熱的に処理し、流出物を生成するための反応容
器を有する。詳細には、有機物質は、水中で水熱的に処
理されて有機物質をガス化し、反応容器流出物中で可燃
性ガスを生成し、次いでそれを用いて、エネルギーを生
成することができる。さらに以下に詳述すると、水熱処
理の前に、装置で生じる熱を用いて有機物質を予め加熱
し、及び/又は水を供給することができる。
を処理してエネルギーを生成する装置は、水と共に有機
物質を水熱的に処理し、流出物を生成するための反応容
器を有する。詳細には、有機物質は、水中で水熱的に処
理されて有機物質をガス化し、反応容器流出物中で可燃
性ガスを生成し、次いでそれを用いて、エネルギーを生
成することができる。さらに以下に詳述すると、水熱処
理の前に、装置で生じる熱を用いて有機物質を予め加熱
し、及び/又は水を供給することができる。
【0011】ポンプが供給され、有機物質及び水を反応
容器に供給する。反応容器の中では、有機物質と水は、
約370℃と約800℃の間の温度、かつ約25バール
の圧力に維持される。この混合物は、予め定められた滞
留時間、これらの条件に維持され、少なくとも有機物質
の一部分がガス化される。模範的な滞留時間は、約数秒
から約数分の間で変更可能である。反応容器で生成され
る反応生成物の構成は、ガス化される有機物質による
が、反応容器を出ていく流出物は、一般に蒸気と可燃性
ガスの熱いガス状混合物を構成していると考えられる。
さらに、蒸気と可燃性ガスのガス状混合物は、一般に、
粒子状物、塩、又は腐食性の化合物を含んでおり、この
ため、流出物を直接タービンやガスタービンに導入する
のは、不適当である。
容器に供給する。反応容器の中では、有機物質と水は、
約370℃と約800℃の間の温度、かつ約25バール
の圧力に維持される。この混合物は、予め定められた滞
留時間、これらの条件に維持され、少なくとも有機物質
の一部分がガス化される。模範的な滞留時間は、約数秒
から約数分の間で変更可能である。反応容器で生成され
る反応生成物の構成は、ガス化される有機物質による
が、反応容器を出ていく流出物は、一般に蒸気と可燃性
ガスの熱いガス状混合物を構成していると考えられる。
さらに、蒸気と可燃性ガスのガス状混合物は、一般に、
粒子状物、塩、又は腐食性の化合物を含んでおり、この
ため、流出物を直接タービンやガスタービンに導入する
のは、不適当である。
【0012】水熱処理後、その結果生じる流出物から熱
が抽出され、供給物質を余熱する。加えて、流出物中の
可燃性ガスをエネルギー生成のために抽出できる。詳し
くは、流出物中の水蒸気を液化するのに十分な温度にな
るまで、流出物が冷却される。好ましくは、この目的の
ために、熱交換器を用いて流出物が冷却される。そし
て、流出物から抽出された熱が用いられて、供給物質を
(即ち、熱交換器を通じて供給物質を送ることにより)
直接予熱する。あるいは、交換流体を用いて、流出物か
ら供給物質まで熱を伝達することができる。詳しくは、
交換流体が一つの熱交換器内の流出物から熱を受け取
り、他の熱交換器内の供給物質まで熱を伝達する。重要
なこととして、流出物中に存在する水蒸気を液化するの
に十分なまでに、流出物が冷却されることである。液化
された水蒸気は、流出物中の残存気体から、どんな粒子
状物・塩・他の腐食性の化合物も取り除くことがわかっ
ている。模範的には、約347℃以下の温度まで流出物
を冷却すれば、水蒸気を液化するのに十分である。その
結果、冷却された流出物は、相対的に清浄な気体(ガ
ス)状部分と、液体の水・粒子状物・塩・他の腐食性の
化合物を含む残りの部分とを有する。
が抽出され、供給物質を余熱する。加えて、流出物中の
可燃性ガスをエネルギー生成のために抽出できる。詳し
くは、流出物中の水蒸気を液化するのに十分な温度にな
るまで、流出物が冷却される。好ましくは、この目的の
ために、熱交換器を用いて流出物が冷却される。そし
て、流出物から抽出された熱が用いられて、供給物質を
(即ち、熱交換器を通じて供給物質を送ることにより)
直接予熱する。あるいは、交換流体を用いて、流出物か
ら供給物質まで熱を伝達することができる。詳しくは、
交換流体が一つの熱交換器内の流出物から熱を受け取
り、他の熱交換器内の供給物質まで熱を伝達する。重要
なこととして、流出物中に存在する水蒸気を液化するの
に十分なまでに、流出物が冷却されることである。液化
された水蒸気は、流出物中の残存気体から、どんな粒子
状物・塩・他の腐食性の化合物も取り除くことがわかっ
ている。模範的には、約347℃以下の温度まで流出物
を冷却すれば、水蒸気を液化するのに十分である。その
結果、冷却された流出物は、相対的に清浄な気体(ガ
ス)状部分と、液体の水・粒子状物・塩・他の腐食性の
化合物を含む残りの部分とを有する。
【0013】冷却された流出物は、熱交換器から気液分
離器にパイプで運ばれ、そこで、冷却された流出物を相
対的に清浄な気体状流れと残りの流れに分離する。分離
器からの残りの流れは、更なる処理又は処分のため減圧
される。他方、清浄な気体状流れは、部分減圧弁を用い
て膨張させ、それから、ガス分離器を用いてフラクショ
ンへと分離する。本発明においては、ガス分離器からの
気体の少なくとも一つのフラクションは、ガスタービン
の燃焼チャンバーに空気と共に給送され、エネルギーを
生成する。
離器にパイプで運ばれ、そこで、冷却された流出物を相
対的に清浄な気体状流れと残りの流れに分離する。分離
器からの残りの流れは、更なる処理又は処分のため減圧
される。他方、清浄な気体状流れは、部分減圧弁を用い
て膨張させ、それから、ガス分離器を用いてフラクショ
ンへと分離する。本発明においては、ガス分離器からの
気体の少なくとも一つのフラクションは、ガスタービン
の燃焼チャンバーに空気と共に給送され、エネルギーを
生成する。
【0014】
【発明の実施の形態】まず、図1を参照すると、本発明
による有機物を処理する装置が概略的に示されており、
一般に10で示されている。図示されるように、装置1
0は、水熱処理状態で、水及び有機物の混合物をガス化
できる反応容器12を含む。本発明においては、反応容
器12は、スクレーパ、ライナ、及び/又はパージ装置
等の機械システムを含み、これらは、反応容器12を通
して塩の輸送を補助する。図示されるように、高圧ポン
プ14を用いて、有機物及び水18を含んでいる供給材
料16を反応容器12にポンプ注入する。供給材料16
は十分な水を含んでいるか、又は水18の補給源を用い
ることができると考えられる。本発明においては、供給
材料16は、下水汚物、生物学的消化汚物、自治体の固
体廃棄物、生物学的ヘドロ、危険廃棄物等の一つ又はそ
れ以上の廃棄物質を含み得る。また、供給材料16は、
一つ又はそれ以上の油をベースにした炭化水素や、これ
が一種単独で又は一つ若しくはそれ以上の廃棄物質と混
合した原材料物質を含む。供給材料16は、エネルギー
を生成するために、本発明に従って処理され、供給材料
16内の危険有機化学物質を危険でない化学物質又はそ
の両方に変換することができると考えられる。
による有機物を処理する装置が概略的に示されており、
一般に10で示されている。図示されるように、装置1
0は、水熱処理状態で、水及び有機物の混合物をガス化
できる反応容器12を含む。本発明においては、反応容
器12は、スクレーパ、ライナ、及び/又はパージ装置
等の機械システムを含み、これらは、反応容器12を通
して塩の輸送を補助する。図示されるように、高圧ポン
プ14を用いて、有機物及び水18を含んでいる供給材
料16を反応容器12にポンプ注入する。供給材料16
は十分な水を含んでいるか、又は水18の補給源を用い
ることができると考えられる。本発明においては、供給
材料16は、下水汚物、生物学的消化汚物、自治体の固
体廃棄物、生物学的ヘドロ、危険廃棄物等の一つ又はそ
れ以上の廃棄物質を含み得る。また、供給材料16は、
一つ又はそれ以上の油をベースにした炭化水素や、これ
が一種単独で又は一つ若しくはそれ以上の廃棄物質と混
合した原材料物質を含む。供給材料16は、エネルギー
を生成するために、本発明に従って処理され、供給材料
16内の危険有機化学物質を危険でない化学物質又はそ
の両方に変換することができると考えられる。
【0015】本発明で意図されているように、添加剤1
9をポンプ14により反応容器12に注入してもよい。
添加剤19は、NaOH,KOH,Ca(OH)2,H2
SO 4H3PO4及びHCl等の中和剤から成り、これら
は、反応容器12内で生成される酸を中和し、及び/ま
たは気体相中のH2Sを減少させることができる。添加
剤19は、H3PO4,NaH2PO4,Na2HPO4,及
びNa3PO4、又は、砂、珪土(シリカ)、下肥、チタ
ン、二酸化剤、粘土、金属、又はセラミック等の不活性
固体物を含んでおり、これらは、塩の輸送を促進するも
のである。添加剤19は、また、塩形成剤、腐食抑制
剤、鉱物、及び/又はエタノール等の補助燃料として使
用される可燃性物質も含む。また、ゼオライト、重金属
酸化剤、又は貴金属等の触媒作用のある物質を用いて、
ガス化反応を促進、又は加速させてもよい。あるいは、
添加物19は、CO2ゲッター等の反応に関与する添加
剤19を用いてもよい。好適なCO2ゲッターは、Na
OH,KOH,Ca(OH)2を含む。
9をポンプ14により反応容器12に注入してもよい。
添加剤19は、NaOH,KOH,Ca(OH)2,H2
SO 4H3PO4及びHCl等の中和剤から成り、これら
は、反応容器12内で生成される酸を中和し、及び/ま
たは気体相中のH2Sを減少させることができる。添加
剤19は、H3PO4,NaH2PO4,Na2HPO4,及
びNa3PO4、又は、砂、珪土(シリカ)、下肥、チタ
ン、二酸化剤、粘土、金属、又はセラミック等の不活性
固体物を含んでおり、これらは、塩の輸送を促進するも
のである。添加剤19は、また、塩形成剤、腐食抑制
剤、鉱物、及び/又はエタノール等の補助燃料として使
用される可燃性物質も含む。また、ゼオライト、重金属
酸化剤、又は貴金属等の触媒作用のある物質を用いて、
ガス化反応を促進、又は加速させてもよい。あるいは、
添加物19は、CO2ゲッター等の反応に関与する添加
剤19を用いてもよい。好適なCO2ゲッターは、Na
OH,KOH,Ca(OH)2を含む。
【0016】図1に示される本発明の実施形態において
は、反応容器12に導入する前に、熱交換器20及び2
2を用いて供給材料16及び水18を予熱する。以下に
詳述するように、装置10で生じた熱を供給して、熱交
換器20,22を介し供給材料16及び水18を予熱す
る。結果として、図1に示されるように、供給材料16
及び水18は、熱交換器20,22を通って、一つ又は
それ以上の高圧ポンプ14により反応容器12へ注入さ
れる。
は、反応容器12に導入する前に、熱交換器20及び2
2を用いて供給材料16及び水18を予熱する。以下に
詳述するように、装置10で生じた熱を供給して、熱交
換器20,22を介し供給材料16及び水18を予熱す
る。結果として、図1に示されるように、供給材料16
及び水18は、熱交換器20,22を通って、一つ又は
それ以上の高圧ポンプ14により反応容器12へ注入さ
れる。
【0017】反応容器12では、供給材料16と水18
の混合物が、約374℃と約800℃の間の温度、かつ
約25バール以上の圧力で処理される。この混合物は、
予め定められた滞留時間、これらの条件に維持され、供
給材料16の有機物質の少なくとも一部分がガス化され
る。模範的な滞留時間は、約数秒から約数分の間で変更
可能である。反応容器12で生成される反応生成物の構
成は、供給材料16の構成によると考えられる。それに
もかかわらず、本発明で考えられているように、反応容
器12を出ていく流出物24は、一般に、粒子状物、
塩、及び酸等の腐食性の化合物を含んだ蒸気及び可燃性
ガスの熱いガス状混合物を構成していると思われる。
の混合物が、約374℃と約800℃の間の温度、かつ
約25バール以上の圧力で処理される。この混合物は、
予め定められた滞留時間、これらの条件に維持され、供
給材料16の有機物質の少なくとも一部分がガス化され
る。模範的な滞留時間は、約数秒から約数分の間で変更
可能である。反応容器12で生成される反応生成物の構
成は、供給材料16の構成によると考えられる。それに
もかかわらず、本発明で考えられているように、反応容
器12を出ていく流出物24は、一般に、粒子状物、
塩、及び酸等の腐食性の化合物を含んだ蒸気及び可燃性
ガスの熱いガス状混合物を構成していると思われる。
【0018】さらに、図1を参照すると、流出物24
は、水熱処理(ガス化)後、更なる処理のために反応容
器12を出ていくことがわかる。より詳しくは、熱が流
出物24から抽出され、供給材料16及び水18を予熱
する。加えて、流出物24は、ガスタービン26で処理
され、エネルギーを生成する。詳細については、示され
るように、反応容器12からの流出物24は、熱交換器
20を通って、熱を流出物24から供給材料16及び水
18に伝達する。熱交換器20での熱の交換は制御さ
れ、流出物24中の水蒸気を液化するのに十分な温度ま
で流出物24を冷却する。通常は、流出物24を約37
4℃以下の温度まで冷却すると、水蒸気を液化するのに
十分であると思われる。また、熱交換器20での熱交換
が使用されて、供給材料16及び水18を予熱する。本
発明によれば、流出物24中の水蒸気は液化され、流出
物24中の残留ガスから、どんな粒子状物、塩、及び他
の腐食性の化合物も取り除かれる。その結果、冷却され
た流出物28は、熱交換器20を出ていくが、相対的に
清浄なガス状部分と液体の水、粒子状物、塩、及び他の
腐食性の化合物を含む残留部分を有する。さらに、CO
2ガスが、残留部分に添加され、より高い質のガス状部
分へと導かれる。
は、水熱処理(ガス化)後、更なる処理のために反応容
器12を出ていくことがわかる。より詳しくは、熱が流
出物24から抽出され、供給材料16及び水18を予熱
する。加えて、流出物24は、ガスタービン26で処理
され、エネルギーを生成する。詳細については、示され
るように、反応容器12からの流出物24は、熱交換器
20を通って、熱を流出物24から供給材料16及び水
18に伝達する。熱交換器20での熱の交換は制御さ
れ、流出物24中の水蒸気を液化するのに十分な温度ま
で流出物24を冷却する。通常は、流出物24を約37
4℃以下の温度まで冷却すると、水蒸気を液化するのに
十分であると思われる。また、熱交換器20での熱交換
が使用されて、供給材料16及び水18を予熱する。本
発明によれば、流出物24中の水蒸気は液化され、流出
物24中の残留ガスから、どんな粒子状物、塩、及び他
の腐食性の化合物も取り除かれる。その結果、冷却され
た流出物28は、熱交換器20を出ていくが、相対的に
清浄なガス状部分と液体の水、粒子状物、塩、及び他の
腐食性の化合物を含む残留部分を有する。さらに、CO
2ガスが、残留部分に添加され、より高い質のガス状部
分へと導かれる。
【0019】熱交換器20からは、冷却された流出物2
8が、気液分離器30へパイプで運ばれるが、これは、
冷却された流出物28を、相対的に清浄な気体状流れ3
2と残りの流れ34に分離するためである。分離器30
からは、残りの流れ34が圧力還元弁36へ送られる。
弁36からの減圧された残りの流れ34は、所望であれ
ば、気液分離器38で分離することができる。例えば、
二酸化炭素は、残りの固体物及び液体から分離できる。
その結果生じる廃ガス40と廃液42は、更に処理され
るか、又は、所望であれば、従来の方法を用いて処理さ
れ得る。また、固体物は、残りの流れ34から取り除か
れ、存在するどんな有機物質もガスタービン26の燃焼
チャンバーに導入することができる。
8が、気液分離器30へパイプで運ばれるが、これは、
冷却された流出物28を、相対的に清浄な気体状流れ3
2と残りの流れ34に分離するためである。分離器30
からは、残りの流れ34が圧力還元弁36へ送られる。
弁36からの減圧された残りの流れ34は、所望であれ
ば、気液分離器38で分離することができる。例えば、
二酸化炭素は、残りの固体物及び液体から分離できる。
その結果生じる廃ガス40と廃液42は、更に処理され
るか、又は、所望であれば、従来の方法を用いて処理さ
れ得る。また、固体物は、残りの流れ34から取り除か
れ、存在するどんな有機物質もガスタービン26の燃焼
チャンバーに導入することができる。
【0020】気液分離器30からは、清浄な気体状流れ
32が部分減圧弁44を用いて膨張され、膨張した気体
状流れ32は、ガス分離器46にパイプで運ばれるが、
これは、図1に示されるフラクション48,50等の、
気体(ガス)フラクションへ分離するためである。本発
明においては、ガス分離器46は、メンブランタイプの
フィルターであるか、又は、気体を分離するための分野
で知られている他のどんなタイプの分離器であってもよ
い。重要なことには、膨張した気体状流れ32中の圧力
は、ガス分離工程において駆動力として用いることがで
きる。図1には、2つのガスフラクション48,50の
みが示されているが、気体状流れ32は、必要に応じ
て、ガス分離器46により3つ又はそれ以上のフラクシ
ョンに分離してもよいと考えられる。さらに、いくつか
の応用として、気体状流れ32は、フラクションへ分離
しないで、ガスタービン26の燃焼チャンバーへ直接供
給することにしてもよいと考えられる。
32が部分減圧弁44を用いて膨張され、膨張した気体
状流れ32は、ガス分離器46にパイプで運ばれるが、
これは、図1に示されるフラクション48,50等の、
気体(ガス)フラクションへ分離するためである。本発
明においては、ガス分離器46は、メンブランタイプの
フィルターであるか、又は、気体を分離するための分野
で知られている他のどんなタイプの分離器であってもよ
い。重要なことには、膨張した気体状流れ32中の圧力
は、ガス分離工程において駆動力として用いることがで
きる。図1には、2つのガスフラクション48,50の
みが示されているが、気体状流れ32は、必要に応じ
て、ガス分離器46により3つ又はそれ以上のフラクシ
ョンに分離してもよいと考えられる。さらに、いくつか
の応用として、気体状流れ32は、フラクションへ分離
しないで、ガスタービン26の燃焼チャンバーへ直接供
給することにしてもよいと考えられる。
【0021】図1に示されるように、任意のガスフラク
ション48は、工程から取り除いて生成ガスとして用い
ることもできる。装置10は、標準温度及び圧力の下
で、液体である生成物を生成するように形成することも
できると考えられる。本発明においては、ガスタービン
26で使用するには不適切なため、又は他の用途でガス
フラクション48を使用する方が望ましいため、ガスフ
ラクション48を取り除いてもよい。例えば、ガスフラ
クション48は、蓄積のため、及びその後の他の用途の
ため、水素又はメタンガスを含んでいてもよい。他方、
図1で示されるように、ガスフラクション50は、ガス
タービン26の燃焼チャンバーへ供給され、空気52と
混合される。必要であれば、ガスタービン26を駆動す
るために、補助燃料を燃焼チャンバーへ添加してもよ
い。本発明においては、ガスタービン26は、電気を生
成するよう発電器(図示せず)を駆動するように形成し
てもよい。ガスタービン26からの排気ガスは、図示さ
れるように、熱交換器22へパイプで運ばれ、供給材料
16及び水18を予熱する。あるいは、ガスタービン2
6からの廃熱を用いて、添加剤19を再生するようにす
ることもできる(再生機構は図示せず)。例えば、Ca
CO3は、か焼(カルシニング)によりCa(OH)2へ
変換し戻すことができる。
ション48は、工程から取り除いて生成ガスとして用い
ることもできる。装置10は、標準温度及び圧力の下
で、液体である生成物を生成するように形成することも
できると考えられる。本発明においては、ガスタービン
26で使用するには不適切なため、又は他の用途でガス
フラクション48を使用する方が望ましいため、ガスフ
ラクション48を取り除いてもよい。例えば、ガスフラ
クション48は、蓄積のため、及びその後の他の用途の
ため、水素又はメタンガスを含んでいてもよい。他方、
図1で示されるように、ガスフラクション50は、ガス
タービン26の燃焼チャンバーへ供給され、空気52と
混合される。必要であれば、ガスタービン26を駆動す
るために、補助燃料を燃焼チャンバーへ添加してもよ
い。本発明においては、ガスタービン26は、電気を生
成するよう発電器(図示せず)を駆動するように形成し
てもよい。ガスタービン26からの排気ガスは、図示さ
れるように、熱交換器22へパイプで運ばれ、供給材料
16及び水18を予熱する。あるいは、ガスタービン2
6からの廃熱を用いて、添加剤19を再生するようにす
ることもできる(再生機構は図示せず)。例えば、Ca
CO3は、か焼(カルシニング)によりCa(OH)2へ
変換し戻すことができる。
【0022】熱交換器22を通って運ばれた後は、排気
ガス中54の余剰熱は、蒸気タービン56を駆動するた
めに用いられる。詳しくは、図示されるように、排気ガ
ス54は、熱交換器22から熱交換器58へパイプで運
ばれる。熱交換器58は、順に、蒸気タービン56、冷
却器60、及びポンプ62を含む閉じた環状流体回路中
を流れる水に熱を伝達する。この流体回路では、水は、
熱交換器58を通ってポンプ62により運ばれるが、熱
交換器58では、(排気ガス54中の余剰熱により)熱
され、蒸気へと変換される。熱交換器58からは、蒸気
が蒸気タービン56へパイプで運ばれる。本発明におい
ては、蒸気タービン56は、電気を生成するよう発電器
(図示せず)を駆動するように形成してもよい。蒸気タ
ービン56からの使用済み蒸気は、冷却器60で液化さ
れ、ポンプ62へ運び戻され、流体回路内で再循環され
る。
ガス中54の余剰熱は、蒸気タービン56を駆動するた
めに用いられる。詳しくは、図示されるように、排気ガ
ス54は、熱交換器22から熱交換器58へパイプで運
ばれる。熱交換器58は、順に、蒸気タービン56、冷
却器60、及びポンプ62を含む閉じた環状流体回路中
を流れる水に熱を伝達する。この流体回路では、水は、
熱交換器58を通ってポンプ62により運ばれるが、熱
交換器58では、(排気ガス54中の余剰熱により)熱
され、蒸気へと変換される。熱交換器58からは、蒸気
が蒸気タービン56へパイプで運ばれる。本発明におい
ては、蒸気タービン56は、電気を生成するよう発電器
(図示せず)を駆動するように形成してもよい。蒸気タ
ービン56からの使用済み蒸気は、冷却器60で液化さ
れ、ポンプ62へ運び戻され、流体回路内で再循環され
る。
【0023】次いで、図2を参照すると、図2は、本発
明の他の実施形態であり、熱交換流体64を利用して、
流出物24から供給材料16及び水18に熱を伝達する
ことが示されている。図示されるように、この実施形態
においては、反応容器12からの廃熱24は、熱交換器
66を通って伝達され、流出物24を冷却する。さら
に、図2に示されるように、熱交換器66は、ポンプ6
8及び他の熱交換器70を有する閉じた環状流体回路の
一部である。回路の熱交換流体64は、ポンプ68によ
り熱交換器66を通って運ばれる。熱交換器66では、
熱交換流体64は、流出物24から熱を受け取る。熱交
換器66からは、熱交換流体64が熱交換器70を通っ
てパイプで運ばれ、そこでは、再循環のため、ポンプ6
8へ送り戻される。熱交換器70では、熱交換流体64
は、流出物24からの熱の一部又は全部を放出し、供給
材料16及び水18を予熱する。熱交換器70からは、
供給材料16と水18がポンプ14により熱交換器22
を通って運ばれ(ガスタービン排気ガス54から熱を受
け取り)、次いで反応容器12へと運ばれる。
明の他の実施形態であり、熱交換流体64を利用して、
流出物24から供給材料16及び水18に熱を伝達する
ことが示されている。図示されるように、この実施形態
においては、反応容器12からの廃熱24は、熱交換器
66を通って伝達され、流出物24を冷却する。さら
に、図2に示されるように、熱交換器66は、ポンプ6
8及び他の熱交換器70を有する閉じた環状流体回路の
一部である。回路の熱交換流体64は、ポンプ68によ
り熱交換器66を通って運ばれる。熱交換器66では、
熱交換流体64は、流出物24から熱を受け取る。熱交
換器66からは、熱交換流体64が熱交換器70を通っ
てパイプで運ばれ、そこでは、再循環のため、ポンプ6
8へ送り戻される。熱交換器70では、熱交換流体64
は、流出物24からの熱の一部又は全部を放出し、供給
材料16及び水18を予熱する。熱交換器70からは、
供給材料16と水18がポンプ14により熱交換器22
を通って運ばれ(ガスタービン排気ガス54から熱を受
け取り)、次いで反応容器12へと運ばれる。
【0024】次いで、図3を参照すると、図3は、本発
明の他の実施形態であり、図1に示される実施形態と類
似する。図3に示される実施形態においては、熱交換流
体が用いられて、ガスタービン排気ガス54から供給材
料16及び水18へ熱を伝達する。この実施形態で示さ
れるように、ガスタービン26からの排気ガス54は、
熱交換器74を通って、熱交換流体72に熱を伝達す
る。さらに、図3に示されるように、熱交換器74は、
ポンプ76及び他の熱交換器78を有する閉じた環状流
体回路の一部である。回路内の熱交換流体72は、熱交
換器74,78を通じてポンプ76により運ばれる。熱
交換器74において、熱交換流体72は、ガスタービン
排気ガス54から熱を受けとる。熱交換器74からは、
熱交換流体72が熱交換器78へ送られる。熱交換器7
8において、熱交換流体72は、ガスタービン排気ガス
54からの熱の一部又は全てを放出し、供給材料16及
び水18を予熱する。熱交換器78からは、熱交換流体
72が、再循環のためポンプへ送り戻される。熱交換器
78からは、供給材料16及び水18が、ポンプ14に
より反応容器12へと運ばれる。
明の他の実施形態であり、図1に示される実施形態と類
似する。図3に示される実施形態においては、熱交換流
体が用いられて、ガスタービン排気ガス54から供給材
料16及び水18へ熱を伝達する。この実施形態で示さ
れるように、ガスタービン26からの排気ガス54は、
熱交換器74を通って、熱交換流体72に熱を伝達す
る。さらに、図3に示されるように、熱交換器74は、
ポンプ76及び他の熱交換器78を有する閉じた環状流
体回路の一部である。回路内の熱交換流体72は、熱交
換器74,78を通じてポンプ76により運ばれる。熱
交換器74において、熱交換流体72は、ガスタービン
排気ガス54から熱を受けとる。熱交換器74からは、
熱交換流体72が熱交換器78へ送られる。熱交換器7
8において、熱交換流体72は、ガスタービン排気ガス
54からの熱の一部又は全てを放出し、供給材料16及
び水18を予熱する。熱交換器78からは、熱交換流体
72が、再循環のためポンプへ送り戻される。熱交換器
78からは、供給材料16及び水18が、ポンプ14に
より反応容器12へと運ばれる。
【0025】次に、図4を参照すると、図4は、本発明
の他の実施形態が示されており、図2、図3に示される
実施形態と類似する。図4に示される実施形態において
は、熱交換流体64は、流出物24から供給材料16及
び水18へ熱を伝達し、熱交換流体72は、ガスタービ
ン排気ガス54から供給材料16及び水18へ熱を伝達
する、実施形態に示されるように、反応容器12からの
廃熱24は、熱交換器66を通って伝達し、流出物24
及び水を冷却する。さらに、図4に示されるように、熱
交換器66は、ポンプ68や他の熱交換器70を有する
閉じられた環状流体回路の一部である。回路内の熱交換
流体64は、熱交換器66を通ってポンプ68により運
ばれる。熱交換器66においては、熱交換流体64は、
流出物24から熱を受けとる。熱交換器66から、熱交
換流体64が熱交換器70を通って移送され、そこでは
再循環のためにポンプ68へ送り戻される。熱交換器7
0で、熱交換流体64は、流出物24からの熱の一部又
は全てを放出し、供給材料16及び水18を予熱する。
の他の実施形態が示されており、図2、図3に示される
実施形態と類似する。図4に示される実施形態において
は、熱交換流体64は、流出物24から供給材料16及
び水18へ熱を伝達し、熱交換流体72は、ガスタービ
ン排気ガス54から供給材料16及び水18へ熱を伝達
する、実施形態に示されるように、反応容器12からの
廃熱24は、熱交換器66を通って伝達し、流出物24
及び水を冷却する。さらに、図4に示されるように、熱
交換器66は、ポンプ68や他の熱交換器70を有する
閉じられた環状流体回路の一部である。回路内の熱交換
流体64は、熱交換器66を通ってポンプ68により運
ばれる。熱交換器66においては、熱交換流体64は、
流出物24から熱を受けとる。熱交換器66から、熱交
換流体64が熱交換器70を通って移送され、そこでは
再循環のためにポンプ68へ送り戻される。熱交換器7
0で、熱交換流体64は、流出物24からの熱の一部又
は全てを放出し、供給材料16及び水18を予熱する。
【0026】図4に示される実施形態に示されているよ
うに、ガスタービン26からの排気ガス54は、熱交換
器74を通って移送され、熱交換流体72を加熱する。
さらに、図4で示されるように、熱交換器74は、ポン
プ76及び他の熱交換器78を有する閉じられた環状流
体回路の一部である。回路内の熱交換流体72は、熱交
換器74,78を通ってポンプ76により運ばれる。熱
交換器74で、熱交換流体72は、ガスタービン排気ガ
ス54から熱を受け取る。熱交換器74から、熱交換流
体72が熱交換器78へ送られる。熱交換器78で、熱
交換流体72は、ガスタービン排気ガス54から熱の一
部又は全てを放出し、供給材料16と水18を予熱す
る。熱交換器78から、熱交換流体72は、再循環のた
めにポンプ76へ送り戻される。図示されるように、供
給材料16及び水18は、まず、ポンプ14により熱交
換器70を通って運ばれ、次いで熱交換器78を通っ
て、反応容器12へと運ばれる。
うに、ガスタービン26からの排気ガス54は、熱交換
器74を通って移送され、熱交換流体72を加熱する。
さらに、図4で示されるように、熱交換器74は、ポン
プ76及び他の熱交換器78を有する閉じられた環状流
体回路の一部である。回路内の熱交換流体72は、熱交
換器74,78を通ってポンプ76により運ばれる。熱
交換器74で、熱交換流体72は、ガスタービン排気ガ
ス54から熱を受け取る。熱交換器74から、熱交換流
体72が熱交換器78へ送られる。熱交換器78で、熱
交換流体72は、ガスタービン排気ガス54から熱の一
部又は全てを放出し、供給材料16と水18を予熱す
る。熱交換器78から、熱交換流体72は、再循環のた
めにポンプ76へ送り戻される。図示されるように、供
給材料16及び水18は、まず、ポンプ14により熱交
換器70を通って運ばれ、次いで熱交換器78を通っ
て、反応容器12へと運ばれる。
【0027】次に、図5を参照すると、図5には、本発
明の他の実施形態が示されており、図4に示される実施
形態と類似する。図5に示される実施形態においては、
一つの熱交換流体80が用いられて、流出物24からの
熱とガスタービン排気ガス54からの熱を、供給材料1
6及び水18へと伝達する。この実施形態で示されるよ
うに、流出物24は、熱交換器82を通って伝達し、熱
交換器80を熱する。また、ガスタービン26からの排
気ガス54は、熱交換器84を通って伝達し、熱交換流
体80を熱する。さらに、図5で示されているように、
熱交換器82及び熱交換器84は、ポンプ86や他の熱
交換器88を有する閉じられた環状流体回路の一部であ
る。回路内の熱交換流体80は、熱交換器82,84,及
び88を通ってポンプ86により運ばれる。熱交換器8
2で、熱交換流体80は、流出物24から熱を受け取
る。熱交換器82から、熱交換流体80は、熱交換器8
4へパイプで運ばれ、そこで、ガスタービン排気ガス5
4から熱を受け取る。熱交換器84から、熱交換流体8
0は、熱交換器88へパイプで運ばれる。熱交換器88
で、熱交換流体80は、ガスタービン排気ガス54から
熱の一部又は全てを放出し、供給材料16及び水18を
予熱する。熱交換器88から、熱交換流体80は、再循
環のためにポンプ86へ送り戻される。図示されるよう
に、供給材料16及び水18は、ポンプ14により、熱
交換器78を通って反応容器12へと運ばれる。
明の他の実施形態が示されており、図4に示される実施
形態と類似する。図5に示される実施形態においては、
一つの熱交換流体80が用いられて、流出物24からの
熱とガスタービン排気ガス54からの熱を、供給材料1
6及び水18へと伝達する。この実施形態で示されるよ
うに、流出物24は、熱交換器82を通って伝達し、熱
交換器80を熱する。また、ガスタービン26からの排
気ガス54は、熱交換器84を通って伝達し、熱交換流
体80を熱する。さらに、図5で示されているように、
熱交換器82及び熱交換器84は、ポンプ86や他の熱
交換器88を有する閉じられた環状流体回路の一部であ
る。回路内の熱交換流体80は、熱交換器82,84,及
び88を通ってポンプ86により運ばれる。熱交換器8
2で、熱交換流体80は、流出物24から熱を受け取
る。熱交換器82から、熱交換流体80は、熱交換器8
4へパイプで運ばれ、そこで、ガスタービン排気ガス5
4から熱を受け取る。熱交換器84から、熱交換流体8
0は、熱交換器88へパイプで運ばれる。熱交換器88
で、熱交換流体80は、ガスタービン排気ガス54から
熱の一部又は全てを放出し、供給材料16及び水18を
予熱する。熱交換器88から、熱交換流体80は、再循
環のためにポンプ86へ送り戻される。図示されるよう
に、供給材料16及び水18は、ポンプ14により、熱
交換器78を通って反応容器12へと運ばれる。
【0028】次に、図6を参照すると、図6には、本発
明の他の実施形態が示されており、図5に示される実施
形態と類似する。図6に示される実施形態においては、
ガス分離器46からのガスフラクション48は、一つ又
はそれ以上の燃料電池90へ送られる。例えば、フラク
ション48は、水素ガスから成っていてもよく、水素/
酸素燃料電池で使用されて電気を生成する。本発明にお
いては、燃料電池90は、関連する分野で知られるどん
なタイプの燃料電池であってもよい。
明の他の実施形態が示されており、図5に示される実施
形態と類似する。図6に示される実施形態においては、
ガス分離器46からのガスフラクション48は、一つ又
はそれ以上の燃料電池90へ送られる。例えば、フラク
ション48は、水素ガスから成っていてもよく、水素/
酸素燃料電池で使用されて電気を生成する。本発明にお
いては、燃料電池90は、関連する分野で知られるどん
なタイプの燃料電池であってもよい。
【0029】次に、図7を参照すると、図7には、本発
明の他の実施形態が示されており、図6に示される実施
形態と類似する。図7に示される実施形態においては、
ガス分離器46からのガスフラクション50を用いて、
ガス圧降下装置92内でエネルギーを生成する。本発明
においては、加圧ガスからエネルギーを生成するための
関連分野で知られているどんなタイプのガス減圧装置で
も、使用可能である。図示されるように、ガス減圧装置
92から、減圧されたガス94がガスタービン26の燃
焼チャンバーへ導入される。同様に、ガス圧降下装置9
6を用いて、図示されるように、フラクション48から
エネルギーを生成してもよい。ガス圧降下装置96か
ら、減圧された気体98が燃焼電池90へ導かれる。
明の他の実施形態が示されており、図6に示される実施
形態と類似する。図7に示される実施形態においては、
ガス分離器46からのガスフラクション50を用いて、
ガス圧降下装置92内でエネルギーを生成する。本発明
においては、加圧ガスからエネルギーを生成するための
関連分野で知られているどんなタイプのガス減圧装置で
も、使用可能である。図示されるように、ガス減圧装置
92から、減圧されたガス94がガスタービン26の燃
焼チャンバーへ導入される。同様に、ガス圧降下装置9
6を用いて、図示されるように、フラクション48から
エネルギーを生成してもよい。ガス圧降下装置96か
ら、減圧された気体98が燃焼電池90へ導かれる。
【0030】次に、図8を参照すると、図8には、本発
明の他の実施形態が示されており、図7に示される実施
形態と類似する。図8に示される実施形態においては、
ガス分離器46からのガスフラクション50が、エアー
コンプレッサー102に機械的に連結されているガス圧
降下装置100へ導かれる。図示されるように、ガス圧
降下装置100から、減圧された気体103が、ガスタ
ービン26の燃焼チャンバーへと導かれる。降下装置1
00からの機械的な出力を用いて、エアーコンプレッサ
ー102を駆動することができ、これは、空気52を加
圧するために行われる。本発明においては、加圧された
ガスから機械的エネルギーを得、その機械的エネルギー
を用いて空気を加圧するための関連分野で知られてい
る、どんなタイプのガス圧降下装置でも、機械的連結で
も、エアーコンプレッサーでも、使用可能である。エア
ーコンプレッサー102から、加圧された空気104
を、ガスタービン26の燃焼チャンバーへ供給し、減圧
された気体103と燃焼させる。あるいは、ガスタービ
ン26へ導入する前に、フラクション50の圧力により
駆動されるエゼクター(図示せず)を用いて、空気52
を加圧してもよい。
明の他の実施形態が示されており、図7に示される実施
形態と類似する。図8に示される実施形態においては、
ガス分離器46からのガスフラクション50が、エアー
コンプレッサー102に機械的に連結されているガス圧
降下装置100へ導かれる。図示されるように、ガス圧
降下装置100から、減圧された気体103が、ガスタ
ービン26の燃焼チャンバーへと導かれる。降下装置1
00からの機械的な出力を用いて、エアーコンプレッサ
ー102を駆動することができ、これは、空気52を加
圧するために行われる。本発明においては、加圧された
ガスから機械的エネルギーを得、その機械的エネルギー
を用いて空気を加圧するための関連分野で知られてい
る、どんなタイプのガス圧降下装置でも、機械的連結で
も、エアーコンプレッサーでも、使用可能である。エア
ーコンプレッサー102から、加圧された空気104
を、ガスタービン26の燃焼チャンバーへ供給し、減圧
された気体103と燃焼させる。あるいは、ガスタービ
ン26へ導入する前に、フラクション50の圧力により
駆動されるエゼクター(図示せず)を用いて、空気52
を加圧してもよい。
【0031】次に、図9を参照すると、図9には、本発
明の他の実施形態が示されており、図1に示される実施
形態と類似する。図9に示される実施形態においては、
まず、反応容器12からの流出物24が、熱交換器10
6中で冷却される。熱交換器106での熱交換は制御さ
れ、流出物24中の水蒸気を液化するのに十分な温度ま
で流出物24を冷却する。本発明においては、流出物2
4中の水蒸気は液化され、流出物24中の残留気体か
ら、全ての粒子状物、塩、及び他の腐食性の化合物が取
り除かれる。その結果、冷却された流出物28は、熱交
換器106を出ていくが、相対的に清浄なガス状部分と
液体の水、粒子状物、塩、及び他の腐食性の化合物を含
む残留部分を有する。熱交換器106からは、冷却され
た流出物28が、気液分離器108へパイプで運ばれ、
相対的に清浄な気体(ガス)状部分110と、液体の
水、粒子状物、塩、及び他の腐食性の化合物を含む残留
部分112に分離される。図示されるように、ガス状部
分110は、熱交換器114により加熱され、触媒変換
器116へ供給される。本発明においては、触媒変換器
116を用いて、ガス状部分110中のガスの化学的性
質を好都合なものに変えることができる。例えば、触媒
変換器116を用いて、ガス状部分110中の水素ガス
(H2)の濃度を上昇させることができる。重要なこと
は、ガス状部分110を触媒変換器116へ投入する
と、触媒変換器116を詰まらせるか又は触媒変換器1
16中の触媒を毒するかもしれない全ての液体、粒子状
物、塩、及びその他の腐食性の化合物が除去されてしま
うことである。この除去は、熱交換器106により冷却
されている間に作られる液体により達成される。
明の他の実施形態が示されており、図1に示される実施
形態と類似する。図9に示される実施形態においては、
まず、反応容器12からの流出物24が、熱交換器10
6中で冷却される。熱交換器106での熱交換は制御さ
れ、流出物24中の水蒸気を液化するのに十分な温度ま
で流出物24を冷却する。本発明においては、流出物2
4中の水蒸気は液化され、流出物24中の残留気体か
ら、全ての粒子状物、塩、及び他の腐食性の化合物が取
り除かれる。その結果、冷却された流出物28は、熱交
換器106を出ていくが、相対的に清浄なガス状部分と
液体の水、粒子状物、塩、及び他の腐食性の化合物を含
む残留部分を有する。熱交換器106からは、冷却され
た流出物28が、気液分離器108へパイプで運ばれ、
相対的に清浄な気体(ガス)状部分110と、液体の
水、粒子状物、塩、及び他の腐食性の化合物を含む残留
部分112に分離される。図示されるように、ガス状部
分110は、熱交換器114により加熱され、触媒変換
器116へ供給される。本発明においては、触媒変換器
116を用いて、ガス状部分110中のガスの化学的性
質を好都合なものに変えることができる。例えば、触媒
変換器116を用いて、ガス状部分110中の水素ガス
(H2)の濃度を上昇させることができる。重要なこと
は、ガス状部分110を触媒変換器116へ投入する
と、触媒変換器116を詰まらせるか又は触媒変換器1
16中の触媒を毒するかもしれない全ての液体、粒子状
物、塩、及びその他の腐食性の化合物が除去されてしま
うことである。この除去は、熱交換器106により冷却
されている間に作られる液体により達成される。
【0032】さらに、図9を参照すると、触媒変換器1
16からの変換された流れ117は、熱交換器118を
通って伝達され、予熱を取り出すことができるとみられ
ている。熱交換器118から、変換された流れ117
は、残留部分112と再結合でき、結合流れ120を作
る。示されるように、結合流れ120は、他の気液分離
器112へパイプで運ばれるが、相対的に、清浄な気体
状流れ124と残りの流れ126へ分離するためであ
る。分離器122から残りの流れ126を圧力還元弁1
28へ送ることができる。弁128から減圧された残り
の流れ126は、必要に応じて、他の気液分離器130
で分離することができる。残りの廃ガス132と廃液1
34は、さらに、処理することができる、又は、所望で
あれば、従来の方法を用いて処分することができる。
16からの変換された流れ117は、熱交換器118を
通って伝達され、予熱を取り出すことができるとみられ
ている。熱交換器118から、変換された流れ117
は、残留部分112と再結合でき、結合流れ120を作
る。示されるように、結合流れ120は、他の気液分離
器112へパイプで運ばれるが、相対的に、清浄な気体
状流れ124と残りの流れ126へ分離するためであ
る。分離器122から残りの流れ126を圧力還元弁1
28へ送ることができる。弁128から減圧された残り
の流れ126は、必要に応じて、他の気液分離器130
で分離することができる。残りの廃ガス132と廃液1
34は、さらに、処理することができる、又は、所望で
あれば、従来の方法を用いて処分することができる。
【0033】気液分離器122から、清浄な気体状流れ
124は、部分減圧弁136を用いて膨張することがで
き、膨張した気体状流れ138は、ガス分離器140へ
とパイプで運ばれ、図9で示されている、フラクション
142,144等の気体(ガス)フラクションへ分離さ
れる。本発明においては、ガス分離器140は、メンブ
ランタイプのフィルターか、又は、気体を分離する分野
で知られている他のどんなタイプの分離器でもよい。
124は、部分減圧弁136を用いて膨張することがで
き、膨張した気体状流れ138は、ガス分離器140へ
とパイプで運ばれ、図9で示されている、フラクション
142,144等の気体(ガス)フラクションへ分離さ
れる。本発明においては、ガス分離器140は、メンブ
ランタイプのフィルターか、又は、気体を分離する分野
で知られている他のどんなタイプの分離器でもよい。
【0034】さらに、図9に示されるように、ガスフラ
クション142を、一つ又はそれ以上の燃料電池146
へ送ることができる。他方、ガスフラクション144
は、ガスタービン148の燃焼チャンバーへ供給され、
空気150と混合される。本発明においては、ガスター
ビン148は、発電器(図示せず)を駆動して電気を生
産するように形成されてもよい。ガスタービン148か
らの排気ガス152は、熱交換器154へパイプで運ば
れ、図示されるように、供給材料16及び水18を予熱
することができる。
クション142を、一つ又はそれ以上の燃料電池146
へ送ることができる。他方、ガスフラクション144
は、ガスタービン148の燃焼チャンバーへ供給され、
空気150と混合される。本発明においては、ガスター
ビン148は、発電器(図示せず)を駆動して電気を生
産するように形成されてもよい。ガスタービン148か
らの排気ガス152は、熱交換器154へパイプで運ば
れ、図示されるように、供給材料16及び水18を予熱
することができる。
【0035】排気ガス152中のどんな余剰熱も、熱交
換器154を通って伝達した後に、蒸気タービン156
を駆動するように用いることができる。詳しくは、図示
されているように、排気ガス152は、熱交換器154
から熱交換器158を通ってパイプで運ばれる。熱交換
器158は、順に、閉じられた環状流体回路中に流れる
水に熱を伝えるが、この流体回路は、蒸気タービン15
6、冷却器160、ポンプ162を含んでいる。この流
体回路では、水は、ポンプ162により熱交換器158
を通って運ばれ、そこで、(排気ガス152中の余剰熱
により)熱されて、蒸気へと変換される。熱交換器15
8からは、蒸気が蒸気タービン156へパイプで運ばれ
る。本発明においては、蒸気タービン156は、発電器
(図示せず)を駆動して、電気を生産するように形成さ
れてもよい。蒸気タービン156からの使用済み蒸気
は、冷却器160で液化され、ポンプ162へ送り戻さ
れて、流体回路内で再循環される。
換器154を通って伝達した後に、蒸気タービン156
を駆動するように用いることができる。詳しくは、図示
されているように、排気ガス152は、熱交換器154
から熱交換器158を通ってパイプで運ばれる。熱交換
器158は、順に、閉じられた環状流体回路中に流れる
水に熱を伝えるが、この流体回路は、蒸気タービン15
6、冷却器160、ポンプ162を含んでいる。この流
体回路では、水は、ポンプ162により熱交換器158
を通って運ばれ、そこで、(排気ガス152中の余剰熱
により)熱されて、蒸気へと変換される。熱交換器15
8からは、蒸気が蒸気タービン156へパイプで運ばれ
る。本発明においては、蒸気タービン156は、発電器
(図示せず)を駆動して、電気を生産するように形成さ
れてもよい。蒸気タービン156からの使用済み蒸気
は、冷却器160で液化され、ポンプ162へ送り戻さ
れて、流体回路内で再循環される。
【0036】さらに、図9を参照すると、排気ガス15
2は、熱交換器158から熱交換器114へとパイプで
運ばれ、触媒変換器116で触媒変換するのに適切な温
度になるまでガス状部分110を加熱する。ガス状部分
110は、触媒変換に適切な温度になると、気液分離器
108を出ていくが、熱交換器114を不要とすること
にしてもよい。熱交換器114からは、排気ガス152
を大気中へ発散させるか、又は、必要に応じて、さらに
処理することができる。図9に示される実施形態におい
ては、熱交換流体114を用いて、処理中に抽出された
熱を供給材料16及び水18へ伝達することができる。
示されるように、ポンプ166や熱交換器118,10
6,154,及び168を有する閉じられた環状流体回
路が具備され、これにより処理熱を供給材料16及び水
18に伝達する。作業中、回路内の熱交換流体164
は、熱交換器118を通じてポンプ68により運ばれ
る。熱交換器118では、熱交換流体164は、変換さ
れた流れ117から熱を受け取る。熱交換器118から
は、熱交換流体164が、熱交換器106を通って運ば
れる。熱交換器106では、熱交換流体164は、流出
物24から熱を受け取る。熱交換器106からは、熱交
換流体164が熱交換器154を通って運ばれる。熱交
換器154で、熱交換流体164は、ガスタービン排気
ガス152から熱を受け取る。熱交換器154から、熱
交換流体164は、熱交換器168を通って運ばれ、そ
こで、再循環のためポンプ166で送り戻される。熱交
換器168では、熱交換流体164は、熱交換器11
8,106,154を通って経路から得た熱の一部又は
全部を放出し、供給材料16及び熱18を予熱する。
2は、熱交換器158から熱交換器114へとパイプで
運ばれ、触媒変換器116で触媒変換するのに適切な温
度になるまでガス状部分110を加熱する。ガス状部分
110は、触媒変換に適切な温度になると、気液分離器
108を出ていくが、熱交換器114を不要とすること
にしてもよい。熱交換器114からは、排気ガス152
を大気中へ発散させるか、又は、必要に応じて、さらに
処理することができる。図9に示される実施形態におい
ては、熱交換流体114を用いて、処理中に抽出された
熱を供給材料16及び水18へ伝達することができる。
示されるように、ポンプ166や熱交換器118,10
6,154,及び168を有する閉じられた環状流体回
路が具備され、これにより処理熱を供給材料16及び水
18に伝達する。作業中、回路内の熱交換流体164
は、熱交換器118を通じてポンプ68により運ばれ
る。熱交換器118では、熱交換流体164は、変換さ
れた流れ117から熱を受け取る。熱交換器118から
は、熱交換流体164が、熱交換器106を通って運ば
れる。熱交換器106では、熱交換流体164は、流出
物24から熱を受け取る。熱交換器106からは、熱交
換流体164が熱交換器154を通って運ばれる。熱交
換器154で、熱交換流体164は、ガスタービン排気
ガス152から熱を受け取る。熱交換器154から、熱
交換流体164は、熱交換器168を通って運ばれ、そ
こで、再循環のためポンプ166で送り戻される。熱交
換器168では、熱交換流体164は、熱交換器11
8,106,154を通って経路から得た熱の一部又は
全部を放出し、供給材料16及び熱18を予熱する。
【0037】ここに詳細に開示された特定の方法及び装
置で、目的を十分達成でき、ここに述べた利益が得られ
るけれども、これは、本発明の好適な実施形態の一例に
すぎず、付帯する特許請求の範囲の記載以外の、ここに
示された詳細な構成又はデザインに指定されるものに限
定されない。
置で、目的を十分達成でき、ここに述べた利益が得られ
るけれども、これは、本発明の好適な実施形態の一例に
すぎず、付帯する特許請求の範囲の記載以外の、ここに
示された詳細な構成又はデザインに指定されるものに限
定されない。
【0038】
【発明の効果】本発明によれば、ガスタービンにより生
じる廃熱を用いて、供給物質を水熱処理用の反応容器へ
導入する前に、この供給物質を予熱する。ガスタービン
からのどんな残留廃熱をも用いて、蒸気タービンへ導入
するための蒸気を生成し、エネルギーを生み出すことが
できる。
じる廃熱を用いて、供給物質を水熱処理用の反応容器へ
導入する前に、この供給物質を予熱する。ガスタービン
からのどんな残留廃熱をも用いて、蒸気タービンへ導入
するための蒸気を生成し、エネルギーを生み出すことが
できる。
本発明の新規な特徴は、発明自体と同様に、その構成及
び作用の双方に関して添付図面から最もよく理解され、
添付の記載と共に解釈され、その中で、同様の参照符号
は同様の部分に当てはまる。
び作用の双方に関して添付図面から最もよく理解され、
添付の記載と共に解釈され、その中で、同様の参照符号
は同様の部分に当てはまる。
【図1】本発明に従う装置の構成を示す概要図である。
【図2】交換流体を用いて反応容器流出物から供給物質
へ熱を伝達する状態を示す、本発明の他の実施形態の概
要図である。
へ熱を伝達する状態を示す、本発明の他の実施形態の概
要図である。
【図3】交換流体を用いてガスタービンから供給物質へ
熱を伝達する状態を示す、本発明の他の実施形態の概要
図である。
熱を伝達する状態を示す、本発明の他の実施形態の概要
図である。
【図4】第1の交換流体を用いて反応容器流出物から供
給物質へ熱を伝達し、第2の交換流体を用いてガスター
ビンから供給物質へ熱を伝達する状態を示す、本発明の
他の実施形態の概要図である。
給物質へ熱を伝達し、第2の交換流体を用いてガスター
ビンから供給物質へ熱を伝達する状態を示す、本発明の
他の実施形態の概要図である。
【図5】一つの交換流体を用いて、反応容器流出物から
供給物質へ熱を伝達し、ガスタービンから供給物質へ熱
を伝達する状態を示す、本発明の他の実施形態の概要図
である。
供給物質へ熱を伝達し、ガスタービンから供給物質へ熱
を伝達する状態を示す、本発明の他の実施形態の概要図
である。
【図6】動力が、ガスタービンと蒸気タービンと一つ又
はそれ以上の燃料電池により生み出される状態を示す、
本発明の他の実施形態の概要図である。
はそれ以上の燃料電池により生み出される状態を示す、
本発明の他の実施形態の概要図である。
【図7】動力が、ガスタービンと蒸気タービンと一つ又
はそれ以上の燃料電池と一つ又はそれ以上のガス圧降下
装置により生み出される状態を示す、本発明の他の実施
形態の概要図である。
はそれ以上の燃料電池と一つ又はそれ以上のガス圧降下
装置により生み出される状態を示す、本発明の他の実施
形態の概要図である。
【図8】ガス圧降下装置がエアーコンプレッサーに機械
的に連結され、ガスタービンへ導入するため空気を加圧
する様子を示す、本発明の他の実施形態の概要図であ
る。
的に連結され、ガスタービンへ導入するため空気を加圧
する様子を示す、本発明の他の実施形態の概要図であ
る。
【図9】触媒変換器が反応容器流出物の一部を変換する
ために供されている状態を示す、本発明の他の実施形態
の概要図である。
ために供されている状態を示す、本発明の他の実施形態
の概要図である。
12 反応容器 14 高圧
ポンプ 16 供給材料 18 水 19 添加剤 20,22,58,66,70,74,78,80,8
2,84,88,106,114,118,154,1
58,168 熱交換器 24,28 流出物 26 ガ
スタービン 30 気液分離器 36 圧力
還元弁 40 廃ガス 42 廃液 46,140 ガス分離器 48,50,142,144 ガスフラクション 54,152 排気ガス 56,15
6 蒸気タービン 60,160 冷却器 62,68,76,86,162 ポンプ 64,72,80,164 熱交換流体 92,96,100 ガス圧降下装置 102 エ
アーコンプレッサー 116 触媒変換器 136 部
分減圧弁
ポンプ 16 供給材料 18 水 19 添加剤 20,22,58,66,70,74,78,80,8
2,84,88,106,114,118,154,1
58,168 熱交換器 24,28 流出物 26 ガ
スタービン 30 気液分離器 36 圧力
還元弁 40 廃ガス 42 廃液 46,140 ガス分離器 48,50,142,144 ガスフラクション 54,152 排気ガス 56,15
6 蒸気タービン 60,160 冷却器 62,68,76,86,162 ポンプ 64,72,80,164 熱交換流体 92,96,100 ガス圧降下装置 102 エ
アーコンプレッサー 116 触媒変換器 136 部
分減圧弁
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
F01K 23/10 F02C 6/18 A
F02C 6/18 Z
H01M 8/06 R
H01M 8/06 B09B 3/00 304H
(71)出願人 000001063
栗田工業株式会社
東京都新宿区西新宿3丁目4番7号
(72)発明者 ダビット エー, ハズルベック
アメリカ合衆国 カリフォルニア州,エル
カジョン リブ オーク ドライブ 486
Fターム(参考) 3G081 BA02 BA11 BB00 BC07 DA22
4D004 AA46 BA03 CA27 CA32 CA34
CA35 CA39 CB31 CC03 CC09
CC11 DA03 DA07 DA08
4D059 AA03 AA23 BC02 BC10 CA10
CC03 DA01 DA05 DA12 DA31
DA32 DA33 DA39 DA51 DA54
DA63 DA70 EA06 EA08 EB06
EB08
5H027 AA02 DD05 DD09
Claims (46)
- 【請求項1】 有機物質を処理してエネルギーを生成す
る方法であって、 水と共に有機物質を水熱的に処理し、気体を含む流出物
を生成する工程と、 液化物(condensate)を製造するために、前記流出物中
の水蒸気を液化(condense)するのに十分な温度にまで前
記流出物を冷却する工程と、 前記冷却された流出物から気体を抽出する工程と、 前記抽出された気体をガスタービンへ導入し、エネルギ
ー及び廃熱を生成する工程と、 前記水熱的に処理する工程前に、前記ガスタービンから
の前記廃熱を利用して有機物質を予熱する工程と、を含
むことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記水熱的に処理する工程は、約374
℃と約800℃の間の温度、及び約25バールの圧力で
実施されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 熱交換器を使用して前記流出物を冷却
し、該熱交換器により得られた熱を利用して有機物質を
予熱することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 交換流体を使用して、前記熱交換器から
有機物質へ熱を伝達し、有機物質を予熱することを特徴
とする請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記流出物は、前記冷却する工程中に、
約374℃以下の温度にまで冷却されることを特徴とす
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 交換流体を使用して、前記ガスタービン
から有機物質に熱を伝達し、該有機物質を予熱すること
を特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 前記ガスタービンからの廃熱を利用し
て、蒸気を生成する工程と、 前記蒸気を蒸気タービンを通して移送し、エネルギーを
生成する工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項
1に記載の方法。 - 【請求項8】 前記抽出された気体を減圧する工程と、 前記減圧された気体を気体分離器を用いてフラクション
へ分離する工程と、を更に含むことを特徴とする請求項
1に記載の方法。 - 【請求項9】 燃料電池内で少なくとも一つの前記フラ
クションを使用する工程をさらに含むことを特徴とする
請求項8に記載の方法。 - 【請求項10】 少なくとも一つの前記気体(ガス)フ
ラクションを、気圧降下装置内で減圧し、エネルギーを
生成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項8に
記載の方法。 - 【請求項11】 エアーコンプレッサーに連結されてい
る気圧降下装置内で、少なくとも一つの前記気体フラク
ションを減圧する工程と、 前記エアーコンプレッサーを使用して、空気を圧縮する
工程と、前記圧縮した空気を前記ガスタービンへ注入す
る工程と、をさらに含むことを特徴とする請求項8に記
載の方法。 - 【請求項12】 前記液化物を減圧する工程をさらに含
むことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項13】有機物質を処理してエネルギーを生成す
る装置であって、有機物質を水と共に水熱的に処理し、
流出物を生成する反応容器と、 前記流出物中の水蒸気を液化するのに十分な温度にま
で、前記流出物を冷却する第1の熱交換器と、 前記冷却された流出物を気体(ガス)状流れと残りの流
れに分離する気液分離器と、 前記気体状流れの少なくとも一部を燃焼させて、エネル
ギーと廃熱を生成するガスタービンと、 前記廃熱を前記ガスタービンから除去し、前記廃熱を用
いて有機物質を予熱する第2の熱交換器と、を具備する
ことを特徴とする装置。 - 【請求項14】 前記第1の熱交換器を通じて有機物質
を直接移送させ、有機物質を前記反応容器に導入する前
に、該有機物質を予熱する手段をさらに具備することを
特徴とする請求項13に記載の装置。 - 【請求項15】 有機物質を前記反応容器へ導入する前
に、該有機物質を予熱する第3の熱交換器と、 交換流体を前記第1及び第3の熱交換器を通して移送さ
せて、熱を前記流出物から有機物質に移送する手段と、
をさらに具備することを特徴とする請求項13に記載の
装置。 - 【請求項16】 前記有機物質を前記反応容器へ導入す
る前に、該有機物質を予熱する第3の熱交換器と、 前記有機物質を前記反応容器に導入する前に、前記第2
及び第3の熱交換器を通じて交換流体を移送し、前記ガ
スタービンからの前記廃熱を該有機物質に伝達する手段
をさらに具備することを特徴とする請求項13に記載の
装置。 - 【請求項17】 前記有機物質を前記反応容器へ導入す
る前に、該有機物質を予熱する第3の熱交換器と、 前記第1、第2及び第3の熱交換器を通して交換流体を
移送し、前記有機物質を前記反応容器へ導入する前に、
前記ガスタービンからの前記廃熱と前記流出物からの熱
を該有機物質に伝達する伝達手段と、をさらに具備する
ことを特徴とする請求項13に記載の装置。 - 【請求項18】 前記第1の熱交換器は、約374℃以
下の温度まで前記流出物を冷却するように形成されるこ
とを特徴とする請求項13に記載の装置。 - 【請求項19】 前記ガスタービンからの廃熱を利用し
て蒸気を生成する第3の熱交換器と、 前記蒸気を利用してエネルギーを生成する蒸気タービン
と、 をさらに具備することを特徴とする請求項13に記載の
装置。 - 【請求項20】 少なくとも有機物質の一部をガス化す
るために、前記反応容器内で約374℃と約800℃の
間の温度、及び約25バール以上の圧力に有機物質と水
を維持する手段をさらに具備することを特徴とする請求
項13に記載の装置。 - 【請求項21】 前記気体状流れを減圧し、フラクショ
ンへ分離するための部分減圧弁、及びガス分離器をさら
に具備することを特徴とする請求項13に記載の装置。 - 【請求項22】 有機成分を有する供給材料を処理する
方法であって、 前記供給材料を反応容器へ導入する工程と、 前記供給材料を水熱的に処理し、気体を含む流出物を生
成する工程と、 液化物を製造するため、前記流出物中の水蒸気を液化す
るのに十分な温度まで前記流出物を冷却する工程と、 前記冷却された流出物から気体を抽出する工程と、 ガスタービンへ前記抽出された気体を導入し、エネルギ
ー及び廃熱を生成する工程と、 前記廃熱を用いて、前記供給材料を水熱的に処理する工
程の前に、前記供給材料を予熱する工程と、を含むこと
を特徴とする方法。 - 【請求項23】 前記供給材料が廃棄物質を含むことを
特徴とする請求項22に記載の方法。 - 【請求項24】 前記供給材料が下水汚物を含むことを
特徴とする請求項22に記載の方法。 - 【請求項25】 前記供給材料が自治体の固体廃棄物を
含むことを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 【請求項26】 前記供給材料が生物学的消化汚物を含
むことを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 【請求項27】 前記供給材料が石油に基づく原材料を
含むことを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 【請求項28】 前記供給材料が処理され、気体生産物
を生成することを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 【請求項29】 前記供給材料が処理され、液体生産物
を生成することを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 【請求項30】 前記供給材料が処理され、エネルギー
を生成することを特徴とする請求項22に記載の方法。 - 【請求項31】 前記供給材料が処理され、前記供給材
料中の危険成分を危険でない成分へ変換することを特徴
とする請求項22に記載の方法。 - 【請求項32】 前記反応容器へ添加剤を導入する工程
をさらに含むことを特徴とする請求項22に記載の方
法。 - 【請求項33】 前記添加剤が導入され、前記流出物を
中和することを特徴とする請求項32に記載の方法。 - 【請求項34】 前記添加剤は、NaOH,KOH,C
a(OH)2,H2SO4,H3PO4、及びHClからな
る中和剤群から選択されることを特徴とする請求項33
に記載の方法。 - 【請求項35】 前記廃熱を用いて、CaCO3からC
a(OH)2を再生することを特徴とする請求項34に
記載の方法。 - 【請求項36】 前記添加剤が導入され、塩の輸送を補
助することを特徴とする請求項32に記載の方法。 - 【請求項37】 前記添加剤は、H3PO4,NaH2P
O4,Na2HPO4、及びNa3PO4からなる群から選
択されることを特徴とする請求項36に記載の方法。 - 【請求項38】 前記添加剤は、不活性固体であること
を特徴とする請求項36に記載の方法。 - 【請求項39】 前記添加剤は、触媒であることを特徴
とする請求項32に記載の方法。 - 【請求項40】 前記添加剤は、CO2ゲッター(CO2
getter)であることを特徴とする請求項32に記載の
方法。 - 【請求項41】 前記添加剤は、NaOH,KOH,及
びCa(OH)2からなる群から選択されることを特徴
とする請求項40に記載の方法。 - 【請求項42】 前記抽出された気体を前記ガスタービ
ンへ導入する前に、触媒変換器を用いて該抽出された気
体を変換する工程をさらに含むことを特徴とする請求項
22に記載の方法。 - 【請求項43】前記抽出された気体を、触媒変換する前
に加熱する工程をさらに含むことを特徴とする請求項4
2に記載の方法。 - 【請求項44】 前記冷却する工程から得る熱を用い
て、前記抽出された気体を加熱することを特徴とする請
求項43に記載の方法。 - 【請求項45】 前記変換された気体から熱を回収し、
該熱を用いて前記供給材料を予熱する工程をさらに含む
ことを特徴とする請求項42に記載の方法。 - 【請求項46】 前記液化物から熱を回収し、該熱を用
いて前記供給材料を予熱する工程をさらに含むことを特
徴とする請求項22に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/847,095 US6519926B2 (en) | 2001-05-01 | 2001-05-01 | Hydrothermal conversion and separation |
US09/847095 | 2001-05-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003106164A true JP2003106164A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=25299749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002127934A Pending JP2003106164A (ja) | 2001-05-01 | 2002-04-30 | 水熱変換及び分離方法、及びその装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6519926B2 (ja) |
JP (1) | JP2003106164A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018510773A (ja) * | 2015-03-26 | 2018-04-19 | エスシーダブリュー・システムズ・ベーフェー | 有機物成分を含有するスラリを処理する方法およびシステム |
US11149634B2 (en) | 2019-03-01 | 2021-10-19 | Richard Alan Callahan | Turbine powered electricity generation |
US11808206B2 (en) | 2022-02-24 | 2023-11-07 | Richard Alan Callahan | Tail gas recycle combined cycle power plant |
FR3141937A1 (fr) * | 2022-11-16 | 2024-05-17 | Holding Ritleng | Procédé de valorisation de déchets de plâtres et installation pour la mise en œuvre d’un tel procédé |
US11994063B2 (en) | 2019-10-16 | 2024-05-28 | Richard Alan Callahan | Turbine powered electricity generation |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1618071A1 (en) * | 2003-05-06 | 2006-01-25 | Engineered Support Systems, Inc. | Systems and methods for water purification through supercritical oxidation |
CN101018867A (zh) | 2003-10-02 | 2007-08-15 | 密西西比州立大学 | 从废水处理厂的污泥中生产生物柴油和其它有价值的化学物质 |
US7685737B2 (en) | 2004-07-19 | 2010-03-30 | Earthrenew, Inc. | Process and system for drying and heat treating materials |
US7024796B2 (en) * | 2004-07-19 | 2006-04-11 | Earthrenew, Inc. | Process and apparatus for manufacture of fertilizer products from manure and sewage |
US7024800B2 (en) | 2004-07-19 | 2006-04-11 | Earthrenew, Inc. | Process and system for drying and heat treating materials |
US20070084077A1 (en) * | 2004-07-19 | 2007-04-19 | Gorbell Brian N | Control system for gas turbine in material treatment unit |
US7722823B2 (en) * | 2004-10-22 | 2010-05-25 | Drs Sustainment Systems, Inc. | Systems and methods for air purification using supercritical water oxidation |
ZA200706523B (en) * | 2005-01-18 | 2009-02-25 | Enquest Power Corp | Method for steam reforming carbonaceous material |
US20070163316A1 (en) * | 2006-01-18 | 2007-07-19 | Earthrenew Organics Ltd. | High organic matter products and related systems for restoring organic matter and nutrients in soil |
US7610692B2 (en) | 2006-01-18 | 2009-11-03 | Earthrenew, Inc. | Systems for prevention of HAP emissions and for efficient drying/dehydration processes |
DE102006044116B3 (de) * | 2006-09-20 | 2008-04-30 | Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Verfahren zur hydrothermalen Vergasung von Biomasse in überkritischem Wasser |
US7640745B2 (en) * | 2007-01-15 | 2010-01-05 | Concepts Eti, Inc. | High-pressure fluid compression system utilizing cascading effluent energy recovery |
WO2008115777A1 (en) * | 2007-03-16 | 2008-09-25 | Ch2M Hill, Inc. | Treatment of particulate biodegradable organic waste by thermal hydrolysis using condensate recycle |
WO2008118450A1 (en) * | 2007-03-27 | 2008-10-02 | Boyle Energy Services & Technology, Inc | Improved method and apparatus for commissioning power plants |
US7703285B2 (en) * | 2007-03-27 | 2010-04-27 | Chromalox, Inc. | System and method for generating electricity from super critical water oxidation process |
US9217566B2 (en) | 2007-03-27 | 2015-12-22 | Boyle Energy Services & Technology, Inc. | Method and apparatus for commissioning power plants |
US20100256430A1 (en) * | 2007-11-15 | 2010-10-07 | Solray Energy Limited | System and process for the treatment of raw material |
GB0812669D0 (en) | 2008-07-11 | 2008-08-20 | Kinney John | Method and apparatus for generating power from biomass |
ES2339321B1 (es) * | 2008-11-17 | 2011-03-31 | Ingelia, S.L. | Sistema de control de la presion y temperatura de un reactor o conjunto de reactores quimicos. |
US8568793B2 (en) | 2009-02-11 | 2013-10-29 | Hope Medical Enterprises, Inc. | Sodium nitrite-containing pharmaceutical compositions |
US20100242490A1 (en) * | 2009-03-31 | 2010-09-30 | General Electric Company | Additive delivery systems and methods |
WO2010129298A2 (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Mcguinness Thomas G | Hydrothermal power plant |
AU2010270605B2 (en) | 2009-07-08 | 2014-07-31 | Hope Medical Enterprises, Inc. Dba Hope Pharmaceuticals | Sodium thiosulfate-containing pharmaceutical compositions |
DE102009037883A1 (de) * | 2009-08-18 | 2011-02-24 | Linde Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung elektrischer Energie |
US20110314832A1 (en) * | 2010-06-29 | 2011-12-29 | Symonds Richard A | Additive injection system for use with a turbine engine and methods of assembling same |
DE102011005346B4 (de) * | 2011-03-10 | 2015-05-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Dampfturbinenanlage für ein thermisches Kraftwerk, sowie Betriebsverfahren einer Dampfturbinenanlage für ein thermisches Kraftwerk |
US9481838B2 (en) | 2012-06-18 | 2016-11-01 | General Electric Company | Capture and storage of emissions from a gasifier |
EP3115440A4 (en) * | 2014-03-05 | 2017-03-08 | The Chugoku Electric Power Co., Inc. | Apparatus for gasification with supercritical fluid |
JP5865554B1 (ja) * | 2014-03-05 | 2016-02-17 | 中国電力株式会社 | 超臨界流体によるガス化装置 |
US9926497B2 (en) | 2015-10-16 | 2018-03-27 | Saudi Arabian Oil Company | Method to remove metals from petroleum |
US10106748B2 (en) | 2017-01-03 | 2018-10-23 | Saudi Arabian Oil Company | Method to remove sulfur and metals from petroleum |
US10703999B2 (en) | 2017-03-14 | 2020-07-07 | Saudi Arabian Oil Company | Integrated supercritical water and steam cracking process |
ES2718396A1 (es) * | 2017-12-29 | 2019-07-01 | Univ Valladolid | Metodo de recuperacion energetica y sistema con capacidad de recuperacion energetica |
US10526552B1 (en) | 2018-10-12 | 2020-01-07 | Saudi Arabian Oil Company | Upgrading of heavy oil for steam cracking process |
US11279882B2 (en) | 2020-01-10 | 2022-03-22 | Battelle Memorial Institute | Hydrothermal liquefaction system |
WO2021204608A1 (en) * | 2020-04-06 | 2021-10-14 | Scfi Limited | Gasification of organic waste streams |
US20230125727A1 (en) * | 2021-10-26 | 2023-04-27 | Gautham Sivakumar | Biological engine |
Family Cites Families (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4124528A (en) | 1974-10-04 | 1978-11-07 | Arthur D. Little, Inc. | Process for regenerating adsorbents with supercritical fluids |
US4010098A (en) | 1975-05-29 | 1977-03-01 | Barber-Colman Company | Resource recovery from disposal of solid waste and sewage sludge |
US4100730A (en) | 1975-06-04 | 1978-07-18 | Sterling Drug, Inc. | Regulation of a wet air oxidation unit for production of useful energy |
US4292953A (en) | 1978-10-05 | 1981-10-06 | Dickinson Norman L | Pollutant-free low temperature slurry combustion process utilizing the super-critical state |
US4380960A (en) | 1978-10-05 | 1983-04-26 | Dickinson Norman L | Pollution-free low temperature slurry combustion process utilizing the super-critical state |
US4338199A (en) | 1980-05-08 | 1982-07-06 | Modar, Inc. | Processing methods for the oxidation of organics in supercritical water |
US4543190A (en) | 1980-05-08 | 1985-09-24 | Modar, Inc. | Processing methods for the oxidation of organics in supercritical water |
US4377066A (en) * | 1980-05-27 | 1983-03-22 | Dickinson Norman L | Pollution-free pressurized fluidized bed combustion utilizing a high concentration of water vapor |
US4594164A (en) | 1985-05-23 | 1986-06-10 | Titmas James A | Method and apparatus for conducting chemical reactions at supercritical conditions |
US4898107A (en) * | 1985-12-26 | 1990-02-06 | Dipac Associates | Pressurized wet combustion of wastes in the vapor phase |
US4822497A (en) | 1987-09-22 | 1989-04-18 | Modar, Inc. | Method for solids separation in a wet oxidation type process |
US5232604A (en) | 1990-01-31 | 1993-08-03 | Modar, Inc. | Process for the oxidation of materials in water at supercritical temperatures utilizing reaction rate enhancers |
US5100560A (en) | 1991-05-31 | 1992-03-31 | Abb Lummus Crest Inc. | Apparatus and method for supercritical water oxidation |
US5200093A (en) | 1991-06-03 | 1993-04-06 | Abb Lummus Crest Inc. | Supercritical water oxidation with overhead effluent quenching |
US5252224A (en) | 1991-06-28 | 1993-10-12 | Modell Development Corporation | Supercritical water oxidation process of organics with inorganics |
US5280701A (en) * | 1992-08-31 | 1994-01-25 | Environmental Energy Systems, Inc. | Waste treatment system and method utilizing pressurized fluid |
EP0612697B1 (de) | 1993-02-24 | 1998-01-21 | Sulzer Chemtech AG | Reinigung von salzbeladenem Abwasser durch Nassoxidation bei superkritischen Bedingungen |
US5384051A (en) | 1993-02-05 | 1995-01-24 | Mcginness; Thomas G. | Supercritical oxidation reactor |
US5501799A (en) | 1994-06-07 | 1996-03-26 | Abitibi-Price, Inc. | Method to remove inorganic scale from a supercritical water oxidation reactor |
US5527471A (en) | 1995-02-02 | 1996-06-18 | Modar, Inc. | Iridium material for hydrothermal oxidation environments |
US5674405A (en) | 1995-07-28 | 1997-10-07 | Modar, Inc. | Method for hydrothermal oxidation |
US6238568B1 (en) | 1999-05-06 | 2001-05-29 | General Atomics | Hydrothermal processing with phosphate additive |
-
2001
- 2001-05-01 US US09/847,095 patent/US6519926B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-04-30 JP JP2002127934A patent/JP2003106164A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018510773A (ja) * | 2015-03-26 | 2018-04-19 | エスシーダブリュー・システムズ・ベーフェー | 有機物成分を含有するスラリを処理する方法およびシステム |
US12103876B2 (en) | 2015-03-26 | 2024-10-01 | Scw Systems B.V. | Method of and system for processing a slurry containing organic components |
US11149634B2 (en) | 2019-03-01 | 2021-10-19 | Richard Alan Callahan | Turbine powered electricity generation |
US11994063B2 (en) | 2019-10-16 | 2024-05-28 | Richard Alan Callahan | Turbine powered electricity generation |
US11808206B2 (en) | 2022-02-24 | 2023-11-07 | Richard Alan Callahan | Tail gas recycle combined cycle power plant |
FR3141937A1 (fr) * | 2022-11-16 | 2024-05-17 | Holding Ritleng | Procédé de valorisation de déchets de plâtres et installation pour la mise en œuvre d’un tel procédé |
WO2024105163A1 (fr) * | 2022-11-16 | 2024-05-23 | Holding Ritleng | Procédé de valorisation de déchets de plâtres et installation pour la mise en œuvre d'un tel procédé |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US6519926B2 (en) | 2003-02-18 |
US20020162332A1 (en) | 2002-11-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2003106164A (ja) | 水熱変換及び分離方法、及びその装置 | |
JP4098181B2 (ja) | 重質油の処理方法及び重質油類処理システム | |
CA2074947C (en) | Process for oxidation of materials in water at supercritical temperatures | |
AU2002338425B2 (en) | Process for hydrothermal treatment of materials | |
CZ20022323A3 (cs) | Energetický systém se zvýąenou termodynamickou účinností a ochranou ľivotního prostředí | |
JP2003049180A (ja) | 重質油の軽質化方法 | |
AU2002338425A1 (en) | Process for hydrothermal treatment of materials | |
US20220185713A1 (en) | Supercritical oxidation of waste | |
US7736471B2 (en) | Material treatment systems for waste destruction, energy generation, or the production of useful chemicals | |
US4234423A (en) | Energy recovery system | |
JP3219689B2 (ja) | 難分解物質の分解処理方法及びその装置 | |
JP2005068435A (ja) | 有機物に富む供給原料から除染合成ガスを高効率で製造する方法およびプラント | |
JP3831779B2 (ja) | 超臨界水中燃焼発電方法および超臨界水中燃焼発電システム | |
JP3394429B2 (ja) | ポリウレタン廃棄物の超臨界水酸化分解方法およびその装置 | |
JP2003286491A (ja) | 重質油の改質方法と改質装置 | |
JP2001079571A (ja) | 超臨界水酸化反応方法、超臨界水反応プラントおよびユーティリティプラント | |
JP3664716B2 (ja) | 環境汚染物質のガス化方法及びその装置並びにその分解処理方法及びその装置 | |
US20110003901A1 (en) | Ft water treating and recovery | |
JP3801803B2 (ja) | 超臨界水酸化装置のスケール除去方法 | |
JP2001149767A (ja) | 超臨界水処理装置及び超臨界水処理方法 | |
JP2002113348A (ja) | 水熱反応による動植物残渣等有機性廃棄物処理装置 | |
JP2003311123A (ja) | 難分解性ガス分解処理方法及びその装置 | |
JP4289334B2 (ja) | 超臨界水による重質油の処理方法と処理装置及び重質油処理装置を備えた発電システム | |
JP2007169324A (ja) | 重質油改質システム、重質油改質方法及びガスタービンシステム | |
JP2004181427A (ja) | 水熱反応方法および装置 |