JP2016521292A - 炭素質原料のガス化を行う方法およびシステム - Google Patents

炭素質原料のガス化を行う方法およびシステム Download PDF

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Abstract

ある量の原料を受け取ることと、上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することと、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱することと、ある量の過熱水蒸気を供給することと、上記過熱水蒸気と過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物とを混合することと、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することと、を包含する炭素質物質のガス化。

Description

発明の詳細な説明
〔技術分野〕
本発明は、概して、炭素質原料物質のガス化に関し、特に、超臨界熱分解処理を含む、炭素質原料物質のガス化に関する。
〔概要〕
例示的な実施形態では、方法は以下を含むが、これらに限定されない。ある量の原料を受け取る；上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する；上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する；ある量の過熱水蒸気を供給する；上記過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物とを混合する；少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換する。
例示的な実施形態では、方法は以下を含むが、これらに限定されない。ある量の原料を受け取る；上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する；上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する；ある量の過熱水蒸気を供給する；上記過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物とを混合する；少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換する；少なくとも１つの圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮する；圧縮された上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換する；上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換する。
例示的な実施形態では、装置は以下を含むが、これらに限定されない。ある量の原料を収容する熱分解反応室；上記熱分解反応室および少なくとも１つの熱源と熱的に接続され、上記原料の少なくとも一部を少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する第１の熱エネルギー伝達システム；上記熱分解反応室の出口および内部熱源と熱的に接続され、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する第２の熱エネルギー伝達システム；過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物との混合を起こさせるように配置された出口を含む水蒸気発生器；上記熱分解反応室の出口および上記水蒸気発生器 と流体連通されており、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気を、少なくとも１つの改質生成物に変換するように構成された水蒸気改質器；上記水蒸気改質器の出口と流体連通されており、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換するように構成されている水性ガスシフト反応器。
例示的な実施形態では、装置は以下を含むが、これらに限定されない。ある量の原料を収容する熱分解反応室；上記熱分解反応室および少なくとも１つの熱源と熱的に接続され、上記原料の少なくとも一部を少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する第１の熱エネルギー伝達システム；上記熱分解反応室の出口および内部熱源と熱的に接続され、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する第２の熱エネルギー伝達システム；過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物との混合を起こさせるように配置された出口を含む水蒸気発生器；上記熱分解反応室の出口および上記水蒸気発生器と流体連通されており、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気を、少なくとも１つの改質生成物に変換するように構成された水蒸気改質器；上記水蒸気改質器の出口と流体連通されており、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換するように構成されている水性ガスシフト反応器；上記水性ガスシフト反応器の出口と流体連通されており、少なくとも１つの圧縮段階において上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている圧縮システム；上記圧縮システムの出口と流体連通されており、圧縮された上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換するように構成されているメタノール反応器；上記メタノール反応器の出口と流体連通されており、上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換するように構成されているメタノール‐ガソリン反応器。
例示的な実施形態では、システムは以下を含むが、これらに限定されない。少なくとも１つの熱源；ある量の原料を収容する熱分解反応室；上記熱分解反応室および上記少なくとも１つの熱源と熱的に接続され、上記原料の少なくとも一部を少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する第１の熱エネルギー伝達システム；上記熱分解反応室の出口および内部熱源と熱的に接続され、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する第２の熱エネルギー伝達システム；過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物との混合を起こさせるように配置された出口を含む水蒸気発生器；上記熱分解反応室の出口および上記水蒸気発生器と流体連通されており、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気を、少なくとも１つの改質生成物に変換するように構成された水蒸気改質器；上記水蒸気改質器の出口と流体連通されており、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換するように構成されている水性ガスシフト反応器；上記水性ガスシフト反応器の出口と流体連通されており、少なくとも１つの圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている圧縮システム；上記圧縮システムの出口と流体連通されており、圧縮された上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換するように構成されているメタノール反応器；上記メタノール反応器の出口と流体連通されており、上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換するように構成されているメタノール‐ガソリン反応器。
上述した記載に加えて、様々な他の態様の方法および／またはシステムおよび／または装置が、本明細書の本文（例えば、特許請求の範囲および／または発明の詳細な説明）および／または図面といった教示において、説明され、記述される。
上述した記載は概要であり、それゆえ、記載は単純化、一般化、包括、および／または詳細な記述の省略を含んでいることがある。その結果、当業者であれば、この概要は例証を提供するだけのものであって、いかなる限定も加える意図がないことを十分に理解するであろう。本明細書中に記載の装置および／またはプロセスおよび／または他の対象物の、他の態様、特徴、および利点は、本明細書中で説明した教示において明らかになるであろう。
〔図面の簡単な説明〕
図１Ａは、例示的な実施形態に基づく、炭素質原料物質のガス化を行うシステムを示すブロック図である。
図１Ｂは、例示的な実施形態に基づく、炭素質原料物質のガス化を行うシステムの間接熱交換システムを示すブロック図である。
図１Ｃは、例示的な実施形態に基づく、炭素質原料物質のガス化を行うシステムの直接熱交換システムを示すブロック図である。
図１Ｄは、例示的な実施形態に基づく、炭素質原料物質のガス化を行うシステムを示すブロック図である。
図２は、炭素質原料物質のガス化を行う方法のハイレベルフローチャートである。
図３〜９は、図２の代替の実施を描写するハイレベルフローチャートである。
以下の詳細な説明では、その一部をなす添付の図面を参照する。図面において、類似の符号は、文脈と矛盾しない限りにおいて、通常、類似の構成要素として識別される。詳細な説明、図面、および請求項において説明する例示的な実施形態は、限定的なものではない。その他の実施形態を利用しても、また、その他の変更を加えてもかまわず、これらの利用や変更は、ここに提示した主題の精神または範囲から逸脱するものではない。
図１Ａおよび図１Ｄを広く参照して、炭素質原料のガス化を行うシステム１００について説明する。一実施形態では、システム１００は、一連の熱化学分解および処理段階を通じて、原料物質をガソリン製品に変換することに適している。
図１Ａは、１つ以上の例示的な実施形態に基づく、炭素質原料のガス化を行うシステム１００を示すブロック図である。一実施形態では、システム１００は、限定されないが、高速熱分解反応室または超臨界熱分解反応室のような、熱分解反応室１０２を含む。一実施形態では、熱分解反応室１０２は、ある量の原料物質（例えば炭素質の物質）を収容するのに適している。他の実施形態では、システム１００は、１つ以上の熱源１０８を含む。他の実施形態では、システム１００は、熱分解反応室１０２および１つ以上の熱源１０８と熱的に接続されている第１の熱エネルギー伝達システム１０４を含む。他の実施形態では、第１の熱エネルギー伝達システム１０４は、１つ以上の熱源１０８から、熱分解反応室１０２内に収容された原料１０５へと熱エネルギーを伝達するように配置されている。他の実施形態では、第１の熱エネルギー伝達システム１０４は、１つ以上の熱源１０８から、熱分解反応室１０２内に収容された原料１０５へと熱エネルギーを伝達し、原料物質の一部を１つ以上の反応生成物に変換するように構成されている。
一実施形態では、第１の熱エネルギー伝達システム１０４は、１つ以上の熱源１０８と、例えば直接的または間接的に、熱的に接続されているある量の伝熱流体（例えば、液体、気体、または超臨界流体）を収容する伝熱部材１０３を含む。一実施形態では、伝熱部材１０３は、熱伝達ループや伝熱線などを含んでいてもよいが、これらに限定されない。例えば、伝熱部材１０３は、限定されないが、伝熱流体（例えば、加圧伝熱流体）で充満されている熱伝達ループであって、１つ以上の熱源１０８の１つ以上の部分と、例えば直接的または間接的に、熱的に接続して設置されている熱伝達ループを含んでいてもよい。一例を挙げれば、伝熱流体としては、液体（例えば、液体金属または溶融塩）、ガス（例えば、加圧ガス）、水、または超臨界流体（例えば、超臨界二酸化炭素）が挙げられるが、これらに限定されない。
一実施形態では、超臨界流体に基づく伝熱流体は、１つ以上の熱源１０８から熱分解反応室１０２に収容された原料１０５へとエネルギーを伝達するのに適している当技術分野で既知の超臨界流体の何れかを含んでいてもよい。一実施形態では、超臨界流体は、超臨界二酸化炭素を含むが、これに限定されない。他の実施形態では、超臨界流体は、水、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトンを含むが、これらに限定されない。他の実施形態では、超臨界流体は、伝熱部材１０３および熱分解反応室１０２のうちの少なくとも一方の内で高圧に加圧される。
ここで、限定されないがＣＯ２のような超臨界流体は、粘性および表面張力が低い可能性があり、そのような超臨界流体は、容易に有機物質（例えば、バイオマス物質）に浸透することができることにここでは注意する。超臨界流体が原料１０５内に浸透することにより、熱化学反応の前に原料１０５を微粒子に変換する必要性を低減し得る。それにより、原料物質の反応におけるエネルギーを削減することができる。一実施形態では、超臨界流体が超臨界ＣＯ２である場合には、当該超臨界流体は、ＣＯ２の臨界圧（７２．９ａｔｍ）および臨界温度（３０４Ｋ）を超える値にまで加圧され得る。ここで、これらの条件を超えると、ＣＯ２は、ヘキサン、メタノールおよびエタノールなどの有機溶媒に類似した、独特の溶解特性を示すものであることにここでは注意する。超臨界ＣＯ２の無極性特性は、水性環境において起こりがちな、望ましくないイオン性の二次反応の制御を容易にし得る。
他の実施形態では、超臨界ＣＯ２のような超臨界流体は、より低い温度の超臨界流体を熱分解反応室１０２に注入して反応を抑えること、または、より高い温度の超臨界流体を注入して反応を促進すること、によって強力な温度制御および反応時間制御を提供し得る。超臨界ＣＯ２のような多くの超臨界流体は効率的に圧縮されることができるため、反応室１０２内の圧力条件は、反応室１０２内の熱化学反応を制御するためにも使用され得るということが、更に認識される。熱分解を駆動するための超臨界流体の実施は、２０１４年３月１３日に出願されたＷａｌｌｅｒらの米国特許出願１４／２０９，７９８に記載されている。本明細書において、当該米国特許出願の全てが、参照により援用される。
一実施形態では、システム１００は、原料供給システム１１１を含む。一実施形態では、原料供給システム１１１は、熱分解反応室１０２と動作可能に結合されている。他の実施形態では、原料供給システム１１１は、熱分解反応室１０２の内部へある量の原料物質１０５を供給する。原料供給システム１１１は、１つ以上の原料源１１０から熱分解反応室１０２の内部へと、固体物質、粒状物質または液体物質のような原料物質を、選択した量移すのに適している当技術分野で既知の供給システムの何れかを含んでいてもよい。例えば、原料供給システム１１１は、限定されないが、コンベヤシステムや流体移送システムなどを含んでいてもよい。
他の実施形態では、原料供給システム１１１は、予熱器１１６を含む。他の実施形態では、システム１００は、予熱した熱伝達ループ１１５を含む。例えば、熱伝達１１５は、水性ガスシフト反応器の出力部（例えば、Ｔ＝５００℃〜７００℃）からの熱を熱伝達ループ１１５に伝達するための第１の熱交換器１１７と、熱伝達ループ１１５からの熱を原料物質に伝達するための第２の熱交換器１１６とを含む。
他の実施形態では、原料供給システム１１１は、粉砕機１１２を含む。他の実施形態では、粉砕機１１１は、熱分解反応室１０２中の熱分解反応に適した粒子サイズを有する原料物質を製造するために、原料供給部１１０からの原料を粉砕することに適している。
原料物質１０５は、当技術分野で既知の炭素質の物質の何れかを含んでいてもよい。例えば、原料物質１０５は、石炭、バイオマス、混合源生体材料、泥炭、タール、プラスチック、廃棄物、および埋立廃棄物を含んでいてもよいが、これらに限定されない。例えば、原料物質１０５が石炭である場合には、原料としては、軟炭、亜瀝青炭、亜炭、無煙炭などが挙げられるが、これらに限定されない。他の例として、原料物質１０５がバイオマスである場合には、原料としては、軟材または硬材のような木材が挙げられるが、これらに限定されない。
１つ以上の熱源１０８は、原料１０５を選択温度まで加熱するための十分な熱エネルギーを供給することに適している当技術分野で既知の熱源の何れかを含んでいてもよい。例えば、上記選択温度は、高速熱分解に適した温度（例えば、３５０℃〜６００℃）である。
一実施形態では、１つ以上の熱源１０８は、ＣＯ２を排出しない熱源を含む。一実施形態では、１つ以上の熱源１０８は、１つ以上の原子炉を含む。１つ以上の熱源１０８は、当技術分野で既知の原子炉の何れかを含んでいてもよい。例えば、１つ以上の熱源１０８は、液体金属冷却原子炉、溶融塩冷却原子炉、高温水冷却原子炉、ガス冷却原子炉などを含んでいてもよい。
ここで、原子炉は、原料１０５の熱分解（例えば、高速熱分解または超臨界熱分解）を行うために十分な温度を発生させることができると認識される。例えば、原子炉熱源は、３５０℃〜６００℃を超過する温度を発生させることができる。その際、原子炉は、超臨界流体（例えば、超臨界ＣＯ２）への熱エネルギー（例えば、３５０℃〜６００℃を超過する温度における熱エネルギー）の伝達に用いられ得る。一方、超臨界流体は、原子炉が生成した熱エネルギーを、反応室１０２内に収容された原料１０５に伝達することができる。
ここで更に、反応室１０２の熱化学反応温度が、大多数の原子炉の運転温度の範囲内にあるために、原子炉熱源は、熱源として特に好都合であることにここでは注意する。原子炉熱は、原子炉が熱化学変換の反応温度にて運転されている（すなわち、熱化学反応温度にて加えられた熱は、所望の反応エンタルピーを供給する）ことから、反応室１０２中にて高効率に反応生成物を作り出すために使用することができる。
一実施形態では、システム１００の超臨界流体は、原子炉に駆動されるシステム１００の運転における安全機構として働く。一例として、超臨界二酸化炭素は、１つ以上の貯蔵所（図示せず）または貯蔵槽（図示せず）に貯蔵される。ここで、このように貯蔵された超臨界二酸化炭素は、熱緩衝器（thermal dashpot）として作用することによって、反応器とシステム１００との間に熱的緩衝を提供するために使用され得ることにここでは注意する。他の実施形態では、超臨界流体は、タービンのような熱動力回転機構に出力するのに適する温度および圧力にて貯蔵され得る。このように、圧縮されたＣＯ２によって選択量の仕事を発生させ、フローバルブ、安全バルブ、遮断弁、ポンプなどのような安全システムに機械動力または電力を与えることができる。
他の実施形態では、図１Ｂに示すように、第１の熱エネルギー伝達システム１０４は、間接熱交換システム１０７を含む。一実施形態では、間接熱交換システム１０７は、１つ以上の熱源１０８から、伝熱部材１０３内に収容された伝熱流体へと、熱エネルギーを間接的に伝達するように構成されている。一実施形態では、間接熱交換システム１０７は、１つ以上の熱源１０８から中間伝熱部材１１１へと熱エネルギーを伝達するように構成されている中間伝熱部材１１１を含む。一方、中間伝熱部材１１１は、中間伝熱部材１１１から、伝熱部材１０３内に収容された伝熱流体へと、熱エネルギーを伝達し得る。
一実施形態では、中間伝熱部材１１１は、中間熱伝達ループ１１３、および１つ以上の熱交換器１１５を含んでいてもよい。一実施形態では、中間熱伝達ループ１１３は、熱エネルギーの伝達に適している当技術分野で既知の作動流体の何れかを含んでいてもよい。例えば、中間熱伝達ループ１１３の作動流体としては、液体塩、液体金属、ガス、超臨界流体（例えば、超臨界ＣＯ２）、または水が挙げられるが、これらに限定されない。
他の実施形態では、中間伝熱部材１１１は、中間熱伝達ループ１１３および伝熱部材１０３と熱的に接続されている、熱交換器１１５を含む。例えば、１つ以上の熱源１０８が原子炉を含む場合、原子炉の１つ以上の冷却剤システム（例えば、一次、中間、または三次(ternary)冷却剤システム）は、中間熱伝達ループ１１３と直接または間接的に結合されていてもよい。上記原子炉は、例えば、溶融塩冷却原子炉、液体金属冷却原子炉、ガス冷却原子炉、および/または超臨界流体冷却原子炉である。一方、原子炉から中間熱伝達ループ１１３へと熱エネルギーを伝達されるとすぐに、中間熱伝達ループ１１３は、原子炉が生成した熱エネルギーを、熱交換器１１５を介して、中間熱伝達ループ１１３から、伝熱部材１０３内に収容された伝熱流体へと伝達し得る。
一実施形態では、図１Ｃに示すように、第１の熱エネルギー伝達システム１０４は、１つ以上の熱源１０８から伝熱部材１０３の伝熱流体（例えば、超臨界流体）へと、熱エネルギーを直接的に伝達するように構成されている直接熱交換システム１０９を含む。例えば、伝熱部材１０３は、１つ以上の熱源１０８の一部と直接的に熱的に接続されて配置されていてもよい。一例として、１つ以上の熱源１０８が原子炉を含む場合には、原子炉の１つ以上の冷却剤システムは、第１の熱エネルギー伝達システム１０３と一体化されていてもよい。一実施形態では、原子炉は、１つ以上の冷却剤システムにおいて超臨界流体を利用してもよく、そのとき当該冷却剤システムは、図１Ｃに示すように、熱分解反応室１０２に直接的に結合されていてもよい。例えば、原子炉の一次冷却剤ループまたは中間冷却剤ループは、超臨界ＣＯ２のような超臨界流体からなる冷却剤流体を含み得る。原子炉の冷却剤ループの超臨界流体と熱分解反応室１０２内に収容された原料物質１０５とを混ぜるために、原子炉の冷却剤ループは、第１の熱エネルギー伝達システム１０４の伝熱部材１０３を介して熱分解反応室１０２と直接的に結合されていてもよい。一方、原子炉から原料物質１０５へと熱エネルギーが伝達されるとすぐに、熱エネルギー伝達システム１０４は、伝熱部材１０３のリターンパスを経由して、超臨界流体冷却剤をもとの原子炉に循環させてもよい。ここで、更に検討されることには、第１の熱エネルギー伝達システム１０４は、原料および／または反応生成物が原子炉の冷却剤システムに移送されることを回避するために、濾過部材および／または分離部材をいくつ含んでいてもよい。
他の実施形態では、図１Ａに示すように、第１の熱エネルギー伝達システム１０４は、熱分解反応室１０２の内部と動作可能に結合された熱交換器１０６を含み得る。その際、第１の熱エネルギー伝達システム１０４は、伝熱部材１０３内に収容された伝熱流体（例えば、液体金属、液体塩、ガス、水、超臨界流体など）に熱エネルギーを伝達（例えば、直接的または間接的に）し得る。一方、上記伝熱部材は、伝熱流体から、熱分解反応室１０２内に収容された追加の作動流体へと熱エネルギーを伝達し得る。そのとき当該追加の作動流体は、反応室１０５に収容された原料物質１０５に熱分解反応を適用するのに役立ち得る。
ここで、１つ以上の熱源１０８と原料１０５との間の直接的および間接的な結合に関する上述の記載は、当該結合を特に制限するものではなく、単に例示的な目的により提供されていることにここでは注意する。ここで、一般的な意味では、１つ以上の熱源１０８の、一次、中間、または三次熱伝達システム（例えば、冷却剤システム）から、熱分解反応室１０２の作動流体（例えば、超臨界ＣＯ２）へと熱を伝達することによって、１つ以上の熱源（例えば、原子炉）と熱分解反応室１０４との間の一体化が生じ得ることが認識される。ここで更に、この一体化は、制限されないが、１つ以上の熱伝達回路、１つ以上の熱シンク、１つ以上の熱交換器などのような、当技術分野で既知の任意の熱伝達システムやデバイスを用いて行い得ることが認識される。
他の実施形態では、熱分解反応室１０２は、原料１０５に関する１つ以上の熱分解反応プロセスを行うのに適している当技術分野で既知の任意の熱熱分解反応室１０２を含む。
一実施形態では、熱分解反応室１０２は、非燃焼または低燃焼の熱分解室を含む。本明細書の目的上、「熱分解反応」は、酸素が無い環境または低酸素環境において有機分子の熱化学分解を行うのに適している任意の熱化学反応室を包含してもよい。
一実施形態では、熱分解反応室１０２は、石炭またはバイオマスのような原料１０５を、タールおよび／または１つ以上の非凝縮性ガス（ＮＣＧｓ）のような熱分解反応生成物へと変換するのに適している高速熱分解反応室を含む。例えば、熱分解反応室１０２により出力された上記１つ以上のＮＣＧｓは、限定されないが、水素分子（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、メタン（ＣＨ４）、エタン（Ｃ２Ｈ５）などを含んでいてもよい。
高速熱分解反応室は、約２秒以内に、酸素が無い環境（または、酸素が低減された環境）において、有機分子の熱化学分解を行うことができる任意の熱化学反応室を含んでいてもよい。高速熱分解は、概して、Roel J.M. Westerhof et al.、“Effect of Temperature in Fluidized Bed Fast Pyrolysis of Biomass: Oil Quality Assessment in Test Units,” Industrial & Engineering Chemistry Research, Volume 49 Issue 3 (2010), pp. 1160-1168に記載されており、本明細書において、この文献の全てが参照により援用される。熱分解および高速熱分解はまた、概して、Ayhan Demirbas et al.、“An Overview of Biomass Pyrolysis,” Energy Sources, Volume 24 Issue 3 (2002), pp. 471-482に記載されており、本明細書において、この文献の全てが参照により援用される。
他の実施形態では、熱分解反応室１０２は、バイオマスのような原料１０５を、タールおよび／または１つ以上のＮＣＧｓのような熱分解反応生成物へと変換するのに適している超臨界熱分解反応器を含む。本明細書の目的上、「超臨界熱分解反応器」は、超臨界流体から供給された熱エネルギーを用いて原料物質の熱分解反応を行うのに適している、任意の反応器、反応容器、または反応室を包含していると解釈される。超臨界熱分解方法およびシステムは、２０１４年３月１３日に出願されたＷａｌｌｅｒらの米国特許出願１４／２０９，７９８に記載されている。本明細書において、当該米国特許出願の全てが、参照により援用される。
他の実施形態では、熱化学反応室１０４は、限定されないが、流動層反応器を含んでいてもよい。
原料の燃焼は、システム１００の熱分解反応（または他の任意の熱分解プロセス）を行うための熱エネルギーを供給するために、原子炉のような外部熱源（例えば、熱源１０８）を用いることにより、回避し得る、または少なくとも低減し得る。さらに、本明細書において上述したように、熱分解反応室１０２中の作動流体として、超臨界ＣＯ２のような超臨界流体を使用することで、燃焼により行われる熱分解反応に一般に伴って起こる過剰な温度の発生なしに、原料物質における熱分解を行うことができる。
一実施形態では、熱分解反応室１０２は、伝熱部材１０３内に収容されている伝熱流体から伝達された熱エネルギーを用いて、約３５０℃から６００℃の間の温度にて、原料１０５を１つ以上の熱分解反応生成物に熱的に分解するための熱分解反応室（例えば、高速反応器または超臨界熱分解反応器）を含んでいてもよい。例えば、熱分解反応室１０２は、伝熱部材１０３内に収容されている、超臨界流体（例えば、超臨界ＣＯ２）のような伝熱流体を介して原子炉から伝達された熱エネルギーを用いて、約３５０℃から６００℃の間の温度にて、原料１０５を熱的に分解するための高速熱分解反応器を含んでいてもよい。一例として、熱分解反応室１０２は、限定されないが、伝熱部材１０３内に収容されている超臨界流体（例えば、超臨界ＣＯ２）を介して原子炉から伝達された熱エネルギーを用いて、約３５０℃から６００℃の間の温度にて、原料１０５を熱的に分解するための超臨界熱分解反応器を含んでいてもよい。
他の実施形態では、システム１００は、木炭貯蔵器１５０を含んでいてもよい。一実施形態では、木炭貯蔵器１５０は、熱分解の出力部（例えば、分離された出力部）と動作可能に結合されていると共に、原料１０５の熱分解反応から得られる木炭を受け取るように構成されている。
図１Ａを再度参照して、一実施形態では、システム１００は、熱分解反応室１０２の出口、および水性ガスシフト（ＷＧＳ）反応器１２０のような内部熱源と熱的に接続されている、第２の熱エネルギー伝達システム１１８を含む。一実施形態では、第２の熱エネルギー伝達システム１１８は、熱分解反応室１０２から出力された１つ以上の熱分解反応生成物（例えば、木炭、Ｈ２、ＣＯ、ＣＯ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６など）を過熱するために、水性ガスシフト反応器１２０内から加熱部材１２２へと熱エネルギーを伝達するように構成された伝熱部材１２５を含む。一実施形態では、伝熱部材１２５は、熱伝達ループ、伝熱線などを含んでいてもよいが、これらに限定されない。
一実施形態では、第２の熱エネルギー伝達システム１１８は、ＷＧＳ反応器１２０内に配置されていると共に、ＷＧＳ反応器１２０の発熱性のＷＧＳ反応からの熱を、伝熱部材１２５の伝熱流体へと伝達するように配置されている、第１の熱交換器を含んでいてもよい。例えば、ＷＧＳ反応器１２０は、約６００℃から７００℃の範囲の温度にて、熱エネルギーを伝熱流体に伝達し得る。他の実施形態では、第２の熱エネルギー伝達システム１１８の加熱部材１２２は、熱分解反応室１０２の出力部に近接して配置されていると共に、熱分解反応室１０２から出力された１つ以上の熱分解反応を過熱するように構成されている第２の熱交換器を含み得る。
第２の熱エネルギー伝達システム１１８の、熱伝達ループのような伝熱部材１２５は、ＷＧＳ反応器から追加のサブシステムへと熱エネルギーを伝達するための、当技術分野で既知の任意の伝熱流体を含み得る。例えば、第２の熱エネルギー伝達システムの伝熱部材１２５の伝熱流体としては、水、加圧ガス、液体金属、溶融塩、超臨界流体などが挙げられるが、これらに限定されない。
他の実施形態では、システム１００は、過熱水蒸気を発生させるように構成された水蒸気発生器１２４を含む。一実施形態では、水蒸気発生器１２４は、水蒸気発生器１２４によって発生した過熱水蒸気と、過熱された熱分解反応生成物との混合を起こさせるように配置された出口を含む。例えば、水蒸気発生器１２４の出力部は、三方弁１２９を介して熱分解反応室１０２の出力部と流体連通されて配置されていてもよく、これにより過熱水蒸気と過熱された熱分解反応生成物とを混合することが可能になる。
他の実施形態では、水蒸気発生器１２４は、１つ以上の下流の内部熱源（例えば、ＷＧＳ１２０およびメタノール反応器１３８）からの熱エネルギーと、外部水源１４０からの水との組み合わせによる飽和水蒸気を受け取るように配置されている。例えば、水蒸気発生器１２４の入口は、外部水源と流体連通されて設置されていてもよく、１つ以上の下流の内部熱源から供給された熱による、外部水源１４０からの水の飽和水蒸気への変換の後に、ある量の飽和水蒸気（例えば、Ｔ＝１００℃）を受け取るように配置される。
他の実施形態では、第２の熱エネルギー伝達システム１１８の伝熱部材１２５は更に、冷水源１４０からの水に熱エネルギーを伝達して飽和水蒸気を製造するために、水性ガスシフト反応器１２０内から追加の加熱部材１２３へと熱エネルギーを伝達するように構成されている。上記飽和水蒸気は、その後、水蒸気発生器１２４へと移送される。更に本明細書において、更なる詳細を明確にする。
他の実施形態では、水蒸気発生器１２４は、過熱された熱分解生成物と混合するための過熱水蒸気を形成するために、飽和水蒸気に熱エネルギーを供給するように構成されている。例えば、水蒸気発生器１２４は、６５０℃から７５０℃の間の温度の過熱水蒸気を生成し得る。他の実施形態では、水蒸気発生器１２４は下流の内部熱源（例えば、水蒸気改質器が提供している）から熱エネルギーを受け取ってもよい。例えば、水蒸気発生器１２４は、更に本明細書において、より詳細に明確にされるように、水蒸気改質器１２６のような下流の熱源から、６５０℃から７５０℃の間の温度にて、熱エネルギーを受け取ってもよい。
他の実施形態では、水蒸気改質器１２６は、上記熱分解反応室の出口および上記水蒸気発生器と流体連通して設置されており、例えば、三方弁１２９を介して流体連通されている。他の実施形態では、過熱された熱分解反応生成物と過熱水蒸気との混合に続いて、混合生成物１１９は、水蒸気改質器１２６へと供給されてもよい。一実施形態では、混合生成物１１９は、水蒸気、タール、および１つ以上のＮＣＧｓを含むが、これらに限定されない。他の実施形態では、混合生成物１１９は、約６５０℃から７５０℃の間の温度を有する、水蒸気、タール、および１つ以上のＮＣＧｓを含んでいてもよいが、これらに限定されない。
他の実施形態では、水蒸気改質器１２６は、過熱された熱分解反応生成物と過熱水蒸気とからなる混合生成物１１９を、１つ以上の改質生成物に変換するように構成されている。一実施形態では、水蒸気改質器から出力された１つ以上の改質生成物１２７は、限定されないが、Ｈ２およびＣＯを含み得る。ここで、水蒸気改質は、高温の水蒸気と１つ以上の初期の炭化水素生成物とを反応させ、水素を発生させるという役目を果たし得ることにここでは注意する。例えば、上記炭化水素生成物がメタン（ＣＨ４）の場合には、水蒸気改質器は、次式：
ＣＨ４＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３Ｈ２
に示すように、水蒸気とメタンとを反応させ、一酸化炭素および水素分子（Ｈ２）の生成物を形成し得る。
一実施形態では、改質器の後の生成物流れ中に、ＣＯおよびＨ２に加えて、反応せずに改質器から離れるＮＣＧｓのような化合物に起因する更なる化合物が存在し得ることにここでは更に注意する。例えば、水蒸気改質器１２６の生成物は、ＣＯおよびＨ２に加えて、ＣＯ２のようなＮＣＧｓを含み得る。なお、上述の反応は特に限定されるものではないことにここでは更に注意する。むしろ、上記の記載は単に例示的な目的により提供されており、本明細書において、１つ以上の改質生成物を発生させるために、当技術分野で既知の任意の蒸気改質プロセスを混合生成物１１９に適用し得ることが検討される。
他の実施形態では、水蒸気改質器１２６は、前述のように、水蒸気発生器１２４へと熱エネルギーを伝達するように構成されている。一実施形態では、システム１００は、水蒸気改質器１２６および水蒸気発生器１２４と熱的に接続されている、第３の熱エネルギー伝達システム１６０を含む。一実施形態では、第３の熱エネルギー伝達システム１６０は、伝熱部材１２８を含む。一実施形態では、伝熱部材１２８は、熱伝達ループや伝熱線などを含むが、これらに限定されない。例えば、伝熱部材１２８は、限定されないが、伝熱流体（例えば、加圧伝熱流体）で充満されている熱伝達ループであって、水蒸気改質器１２６および水蒸気発生器１２４の１つ以上の部分と、例えば直接的または間接的に、熱的に接続して設置されている熱伝達ループを含んでいてもよい。一例を挙げれば、伝熱流体としては、液体（例えば、液体金属または溶融塩）、ガス（例えば、加圧ガス）、水、または超臨界流体（例えば、超臨界二酸化炭素）が挙げられるが、これらに限定されない。他の実施形態では、第３の熱エネルギー伝達システム１６０は、１つ以上の熱交換器を含む。例えば、第３の熱エネルギー伝達システム１６０は、水蒸気改質器１２６から、伝熱部材１２８の伝熱流体へと熱エネルギー（例えば、６５０℃から７５０℃の範囲の温度における熱エネルギー）を伝達する、第１の熱交換器を含んでいてもよい。さらに、第３の熱エネルギー伝達システム１６０は、伝熱部材１２８の伝熱流体から、水蒸気発生器１２４の作動流体（本明細書にて、すでに記載したように過熱水蒸気を発生させるために用いられる）へと熱エネルギーを伝達する、第２の熱交換器を含んでいてもよい。
他の実施形態では、水蒸気改質器１２６は、更に本明細書において、更なる詳細が明確にされるように、下流の内部熱源（例えば、圧縮システム１３１）から熱エネルギーを受け取るように構成されている。なお、水蒸気改質器１２６は、下流の内部熱源に結合する伝熱流体を介して、８００℃から９５０℃の間の温度のような高温における熱エネルギーを受け取ってもよいことにここでは注意する。他の実施形態では、伝熱流体が含有する熱エネルギーは、水蒸気改質プロセス中に、混合生成物１１９へと部分的に伝達される。その結果、水蒸気改質器から出力されて水蒸気発生器に移送される伝熱流体は、入力された流体に比べて、熱エネルギーが減少し、それゆえ、より低温になる。例えば、上述のように、水蒸気改質器１２６は、水蒸気発生器１２４へと、６５０℃から７５０℃の範囲の温度における熱エネルギーを伝達し得る。
他の実施形態では、水性ガスシフト反応器１２０は、水蒸気改質器１２６の出口と流体連通して設置されていると共に、水蒸気改質器の生成物１２７を受け取るように構成されている。他の実施形態では、水性ガスシフト反応器１０２は、水蒸気改質器１２６から得た１つ以上の改質生成物１２７の少なくとも一部を、水性ガスシフト反応によって、１つ以上の合成ガス生成物へと変換するのに適している。なお、水性ガスシフト反応は、一酸化炭素の水蒸気との反応を含むことにここでは注意する。例えば、炭素の水性ガスシフト反応は、次式：
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２
で表され得る。
一実施形態では、水性ガスシフト反応器１２０の反応生成物は、合成ガスの構成成分を形成するのに役立つ。一実施形態では、合成ガスは、限定されないが、ＣＯおよびＨ２を含む。他の実施形態では、合成ガスは、限定されないが、ＣＯ、Ｈ２、およびＣＯ２を含む。なお、合成ガスを製造するのに適している任意の水性ガスシフト反応プロセスが、システム１００によって実施され得ることにここでは注意する。
他の実施形態では、本明細書においてすでに述べたように、水性ガスシフト反応器１２０の水性ガスシフト反応からの熱エネルギーは、加熱部材１２２（１つ以上の熱分解反応生成物の過熱に用いられる）および加熱部材１２３（水蒸気発生器１２４による使用前の、飽和水蒸気の形成に用いられる）へと伝達され得る。
他の実施形態では、圧縮システム１３１は、水性ガスシフト反応器１２０の出口と流体連通して設置されている。一実施形態では、圧縮システム１３１は、少なくとも１つの圧縮段階において、水性ガスシフト反応器１２０から出力された合成ガス生成物１２１を圧縮するように構成されている。一実施形態では、圧縮システム１３１は、水性ガスシフト反応器１２０の出口と流体連通されて第１の圧縮段階において合成ガス生成物１２１を圧縮するように構成された第１の圧縮機１３４を含んでいる。例えば、第１の圧縮段階は、２０ａｔｍ〜１００ａｔｍの範囲の入力圧力から、２５００ａｔｍ〜４５００ａｔｍの範囲の出力圧力へと合成ガス生成物を圧縮してもよい。さらに、圧力の大きな増大は、温度の大きな増大を引き起こし、そのため、合成ガス生成物の温度は、約４００℃〜６００℃の入力温度から、８００℃〜１０００℃の出力温度へと増大し得る。
他の実施形態では、上記第１の圧縮段階に続いて、システム１００は熱エネルギーを抽出し得る。一実施形態では、第３の熱エネルギー伝達システム１６０は、第１の圧縮段階中に合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出するように構成された、第１の熱交換器１３０を含む。他の実施形態では、第３の熱エネルギー伝達システムは、伝熱部材１２８に収容された伝熱流体を介して、抽出した熱エネルギーを水蒸気改質器１２６へ伝達するように構成されている。
他の実施形態では、圧縮システム１３１は、第１の圧縮機１３４の出口と流体連通されて第２の圧縮段階において合成ガス生成物１２１を圧縮するように構成された第２の圧縮機１３６を含む。例えば、第２の圧縮段階は、２０ａｔｍ〜１００ａｔｍの範囲の入力圧力から、２５００ａｔｍ〜４５００ａｔｍの範囲の出力圧力へと合成ガス生成物を圧縮してもよい。この場合も先と同様に、第２の圧縮段階中の圧力の大きな増大は、温度の大きな増大を引き起こし、そのため、合成ガス生成物の温度は、約２００℃〜５００℃の入力温度から、８００℃〜１０００℃の出力温度へと増大し得る。なお、第１の圧縮段階および第２の圧縮段階において上記のように与えられた、温度範囲の値および圧力範囲の値は、これらに限定されるものではなく、単なる例示として解釈されるべきものであることにここでは注意する。
他の実施形態では、第２の圧縮段階に続いて、システム１００は、さらに熱エネルギーを抽出し得る。一実施形態では、第３の熱エネルギー伝達システム１６０は、第２の圧縮段階中に合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出するように構成された、第２の熱交換器１３２を含む。他の実施形態では、第３の熱エネルギー伝達システムは、伝熱部材１２８に収容された伝熱流体を介して、抽出した熱エネルギーを水蒸気改質器１２６へ伝達するように構成されている。
他の実施形態では、システム１００は、圧縮システムの出口と流体連通されて設置されているメタノール反応器１３８を含む。メタノール反応器１３８は、圧縮された少なくとも１つの合成ガス生成物を、ある量のメタノールに変換するように構成されている。なお、当技術分野で既知の任意の合成ガス‐メタノール変換プロセスが、メタノール反応器１３８によって利用され得ることにここでは注意する。さらに、合成ガス‐メタノール変換は、一般に次の反応：
ＣＯ２＋３Ｈ２→ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ
ＣＯ＋２Ｈ２→ＣＨ３ＯＨ
ＣＯ２→ＣＯ＋Ｈ２Ｏ
で定められることにここでは注意する。
一実施形態では、システム１００は、メタノール反応器１３８および外部水源１４０からのある量の水と熱的に接続された、第４の熱エネルギー伝達システムを含む。他の実施形態では、第４の熱エネルギー伝達システム１３８は、過熱水蒸気の形成時に水蒸気発生器１２４にて使用されるための飽和水蒸気を形成するために、メタノール反応器１３８内で行われる発熱性の合成ガス‐メタノール反応からの熱エネルギーを、外部水源１４０からの水へと伝達するように配置されている。例えば、第４の熱エネルギー伝達システム１４２は、伝熱流体（本明細書において上述の種々の伝熱部材と類似）を収容する伝熱部材１４５（例えば、熱伝達ループ）であって、本明細書において上述したように、メタノール反応器１３８からの熱エネルギーを（例えば、熱交換器１３８を介して）、外部水源１４０からの水を加熱するように構成されている熱交換器１４４へと伝達するのに適している伝熱部材１４５を含んでいてもよい。
他の実施形態では、システム１００は、メタノール反応器１３８の出口と流体連通されてメタノールの少なくとも一部をある量のガソリンに変換するように構成されたメタノール‐ガソリン（ＭＴＧ）反応器を含む。なお、ＭＴＧ反応器１４６は、当技術分野で既知の任意のメタノール‐ガソリン反応器を含んでもよいことにここでは注意する。他の実施形態では、ＭＴＧ反応器１４６によって生成されたガソリン製品は、貯蔵器１４８に貯蔵されてもよい。
図１Ｄに示すシステム１００は、木炭バーナ１５４を備えている。一実施形態では、木炭バーナ１５４は熱分解室１０２の出力部と動作可能に結合されている。他の実施形態では、木炭バーナ１５４は、熱分解室１０２からのある量の木炭を受け取るように構成されている。他の実施形態では、木炭バーナ１５４は、上記受け取った木炭を燃焼させるのに適している。他の実施形態では、木炭バーナ１５４は、水蒸気改質器１２６と熱的に接続されており、水蒸気改質器１２６に熱エネルギーを供給するように構成されている。
他の実施形態では、システム１００は追加の蒸気発生器１５２を含む。一実施形態では、追加の蒸気発生器１５２は、１つ以上の熱源１０８の一部と熱的に接続されており、１つ以上の熱源１０８から供給される熱エネルギーを用いて、供給された水を水蒸気に変換するように構成されている。他の実施形態では、水蒸気発生器の水蒸気生成物１５６は、システム１００の１つ以上のサブシステム（例えば、水蒸気改質器）に供給されてもよい。
以下は、複数の実施を描写している一連のフローチャートである。理解を容易にするために、フローチャートは、最初のフローチャートが一例の実施を介して複数の実施を表し、その後に続くフローチャートが、以前に表されている１つ以上のフローチャートに基づくサブコンポーネントの動作または付加的な構成要素の動作のいずれかとして、最初の（複数の）フローチャートの代替の実施および／または展開を表すように整理されている。当業者は、本明細書に利用されている説明の様式（例えば、一例の実施を表す（複数の）フローチャートの提示を用いて始め、それに続くフローチャートにおいて追加および／またはさらなる詳細を与えている）が種々のプロセス実現の迅速かつ容易な理解を一般的に可能にすることを適切に理解する。さらに、当業者は、本明細書に使用されている説明の様式がまた、モジュール型および／またはオブジェクト指向型プログラムの設計パラダイムに自身を十分に適合させることを適切にさらに理解する。
図２に示す動作フロー２００は、炭素質原料のガス化に関する動作例を表している。動作フローの種々の例を含む図２および以下の図において、図１Ａ〜図１Ｄの上述された例に関する、並びに／または、他の例および文脈に関する議論および説明が提供され得る。しかしながら、上記動作フローは、多くの他の環境および文脈において、並びに／または、図１Ａ〜図１Ｄの変更版において実行され得ることを理解されたい。また、様々な動作フローが、図示された（複数の）手順において表されているけれども、各種の動作は、図示された順序とは別の順序で、または同時に行われ得るということを理解されたい。
開始処理の後、動作フロー２００は、原料受入動作２１０へ移行する。原料受入動作２１０は、ある量の原料を収容する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、熱分解反応室は、原料供給システム１１１を通じて、原料供給部１１０から１つ以上の原料物質１０５を受け取ることができる。他の例としては、原料供給部１１０からの原料は、予熱器１１６によって予熱される前、および熱分解反応室１０２に入る前に、粉砕機１１２によって処理されてもよい。さらに、１つ以上の原料物質は、限定されないが、炭素質原料を含み得る。当該炭素質原料としては、石炭、バイオマス、混合源生体材料、プラスチック、廃棄物、および埋立廃棄物が挙げられるが、これらに限定されない。
次に、エネルギー供給動作２２０は、上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、１つ以上の熱源１０８により生成された熱エネルギーは、少なくとも１つの熱分解反応によって原料１０５の一部を１つ以上の熱分解反応生成物に変換するために、熱分解反応室１０２内に収容された上記原料１０５に伝達され得る。一例を挙げれば、熱分解反応室１０２と熱的に接続されている１つ以上の熱源１０８から、超臨界流体作動流体を含む第１の熱エネルギー伝達システム１０４の伝熱部材１０３を介して、熱エネルギーは伝達され得る。さらに、１つ以上の熱源１０８は、限定されないが、１つ以上の原子炉を含んでいてもよい。上記原子炉としては、溶融塩冷却原子炉、液体金属冷却原子炉、ガス冷却原子炉、または超臨界流体冷却原子炉が挙げられるが、これらに限定されない。
次に、過熱動作２３０は、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、第２の熱エネルギーシステム１１８は、水性ガスシフト反応器１２０の水性ガスシフト反応からの熱エネルギーを加熱部材１２２（例えば、熱交換器）に伝達し、熱分解反応室１０２から出力される熱分解反応生成物を過熱することができる。
次に、水蒸気供給動作２４０は、ある量の過熱水蒸気を供給する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、水蒸気発生器１２４は、過熱水蒸気を供給し得る。一例を挙げれば、水蒸気発生器１２４は、ある量の飽和水蒸気を受け取り、飽和水蒸気の少なくとも一部を過熱水蒸気に変換し得る。
次に、混合動作２５０は、上記過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物とを混合する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、三方弁１２９は、水蒸気発生器１２４からのある量の上記過熱水蒸気と、ある量の過熱された上記熱分解反応生成物とを混合し得る、または組み合わせ得る。
次に、変換動作２６０は、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、水性ガスシフト反応器１２０は、水蒸気改質器１２６から受け取った１つ以上の改質生成物を、水性ガスシフト反応によって、１つ以上の合成ガス生成物１２１に変換し得る。
次に、圧縮動作２７０は、少なくとも１つの圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、圧縮システム１３１は、水性ガスシフト反応１０２から受け取った合成ガス生成物を圧縮し得る。
次に、合成ガス-メタノール変換動作２８０は、圧縮された少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、メタノール反応器１３８は、圧縮システム１３１から受け取った合成ガスを変換することができ、合成ガス１３１をメタノールに変換し得る。
次に、メタノール-ＭＴＧ変換動作２９０は、上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、ＭＴＧ反応器１４６は、メタノール反応器１３８から受け取ったメタノールをガソリン１４８に変換し得る。
図３に示す動作フロー３００は、原子炉心の荷重分布(loading distribution)の生成に関する動作例を表している。開始処理の後、操作フロー３００は、原料受入動作３１０へ移行する。原料受入動作３１０は、ある量の原料を受け取る、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、熱分解反応室は、原料供給システム１１１を通じて、原料供給部１１０から１つ以上の原料物質１０５を受け取ることができる。他の例としては、原料供給部１１０からの原料は、予熱器１１６によって予熱される前、および熱分解反応室１０２に入る前に、粉砕機１１２によって処理されてもよい。さらに、１つ以上の原料物質は、限定されないが、炭素質原料を含み得る。当該炭素質原料としては、石炭、バイオマス、混合源生体材料、プラスチック、廃棄物、および埋立廃棄物が挙げられるが、これらに限定されない。
次に、エネルギー供給動作３２０は、上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、１つ以上の熱源１０８により生成された熱エネルギーは、熱分解反応室１０２内に収容された上記原料１０５に伝達され、少なくとも１つの熱分解反応を経て、原料の一部を１つ以上の熱分解反応生成物に変換し得る。一例を挙げれば、熱分解反応室１０２と熱的に接続されている１つ以上の熱源１０８から、超臨界流体作動流体を含む第１の熱エネルギー伝達システム１０４の伝熱部材１０３を介して、熱エネルギーは伝達され得る。さらに、１つ以上の熱源１０８は、限定されないが、１つ以上の原子炉を含んでいてもよい。上記原子炉としては、溶融塩冷却原子炉、液体金属冷却原子炉、ガス冷却原子炉、または超臨界流体冷却原子炉が挙げられるが、これらに限定されない。
次に、過熱動作３３０は、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、第２の熱エネルギー伝達システム１１８は、水性ガスシフト反応器１２０の水性ガスシフト反応からの熱エネルギーを加熱部材１２２（例えば、熱交換器）に伝達し、熱分解反応室１０２から出力される熱分解反応生成物を過熱することができる。
次に、水蒸気供給動作３４０は、ある量の過熱水蒸気を供給する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、水蒸気発生器１２４は、過熱水蒸気を供給し得る。一例を挙げれば、水蒸気発生器１２４は、ある量の飽和水蒸気を受け取り、飽和水蒸気の少なくとも一部を過熱水蒸気に変換し得る。
次に、混合動作３５０は、上記過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物とを混合する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、三方弁１２９は、水蒸気発生器１２４からのある量の上記過熱水蒸気と、ある量の過熱された上記熱分解反応生成物とを混合し得る、または組み合わせ得る。
次に、変換動作３６０は、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換する、と書き表される。例えば、図１Ａ〜図１Ｄに示すように、水性ガスシフト反応器１２０は、水蒸気改質器１２６から受け取った１つ以上の改質生成物を、水性ガスシフト反応によって、１つ以上の合成ガス生成物１２１に変換し得る。
当業者であれば、最先端技術が進歩し、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアのシステム形態の処理に関して、ほぼ差異が残されていないことについて認識するであろう。ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの使用は、一般的に（しかし、必ずしもそうではなく、特定の状況においては、ハードウェアかソフトウェアかの選択が重要な意義を持つ場合もある）、費用対効果において折り合いをつけるために選択される設計事項である。本開示において示すプロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術を実行することのできる媒体は様々であり（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア）、また、好ましい媒体は、これらのプロセスおよび／またはシステムおよび／または他の技術が配備される状況に応じて変化することについて、当業者であれば理解するであろう。例えば、速度および正確性が最重要であると判断される場合は、主にハードウェアおよび／またはファームウェア媒体が選択され、あるいは、柔軟性が最重要であると判断される場合は、主にソフトウェアが選択され、あるいは、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアの任意の組み合わせが選択される場合もある。従って、本開示において示すプロセスおよび／またはデバイスおよび／または他の技術を実施することのできる媒体は様々に存在しており、一方が他方よりも本質的に優れていることはなく、用いられる全ての媒体は、その媒体が配備される状況に応じて選択されるものであり、実施の際における特定の懸念事項（例えば、速度、柔軟性、あるいは予測性）もまた様々である。光学的な形態を実施する場合は、通常は、光学指向のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアが用いられることについて、当業者であれば認識するであろう。
ここに記述された、いくつかの処理(implementation)において、論理及びこれに類似した処理は、ソフトウェア、または他の制御構造を包含していてもよい。電気回路は、例えば、ここに記述された様々な関数を実行するために構成・配置された、１つ以上の電流パスを備えていてもよい。いくつかの実行において、１つ以上の媒体は、該媒体が、上述のように行うのに用いられる、デバイスによる検出が可能な命令を保持する、あるいは送信したとき、デバイスによる検出が可能な命令を生み出すように構成されていてもよい。いくつかの変形例において、例えば、処理は、ここに記述された１つ以上の操作に関連する１つ以上の命令の受信もしくは送信の処理による、既存のソフトウェアもしくはファームウェア、またはゲートアレイもしくはプログラム可能なハードウェアの更新または変更を包含してもよい。あるいはまたはそれに付け加えて、いくつかの変形例において、処理は、特定目的のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア要素、および／または特定目的の要素を処理する、あるいは呼び出す一般目的の要素を包含してもよい。規格または他の処理が、さまざまなときに、ここに記述された１つ以上の具体的な送信媒体、適宜パケット送信、または様々な時に分散型媒体に通すことによって送信されてもよい。
あるいはまたはそれに付け加えて、実行は、特定目的の命令シーケンスを処理すること、または、ここに記述された１つ以上の任意の実質的な機能操作の事象について、許可する、トリガーする、協働する、要求する、あるいは生じさせるために回路を呼び出すことを包含してもよい。いくつかの変形例において、ここでの操作上または論理上の記述は、ソースコードとして表現され、実行可能命令シーケンスとしてコンパイルされる、あるいは呼び出されてもよい。いくつかの状況において、例えば、処理は、全体的または部分的に、Ｃ＋＋もしくは他のコードシーケンスといった、ソースコードによって供されていてもよい。他の処理において、ソースまたは他のコード処理は、市販及び／または従来の技術を用いて、高レベル記述子言語にコンパイル／処理／翻訳／変換されてもよい（例えば、初めにＣまたはＣ＋＋プログラミング言語技術で記述されて処理し、その後に、プログラミング言語処理系を、論理合成可能な言語処理系、ハードウェア記述言語処理系、ハードウェア設計シミュレーション処理系、および／またはそれに類似した他の表現モードに変換する）。例えば、論理表現（例えば、コンピュータプログラミング言語処理系）の一部または全ては、（例えば、ハードウェア記述言語（ＨＤＬ）および／または超高速集積回路ハードウェア記述言語（ＶＨＤＬ）もしくはハードウェア（例えばアプリケーション特異的集積回路）を有する物理処理を形成するのに用いられてもよい他の回路モデルを介した）Ｖｅｒｉｌｏｇ型ハードウェア記述として、明らかにされてもよい(be manifested)。最適な送信または計算要素、材料供給、アクチュエータ、またはこれらの教示に照らした他の構造を、どのようにして取得して、構成し最適化するのかについて、当業者であれば認識するであろう。
上述の詳細な説明では、ブロック図、フローチャート、および／または実施例を用いて、上記デバイスおよび／またはプロセスの様々な実施形態について説明した。これらのブロック図、フローチャート、および／または実施例が、１つ以上の機能および／または処理を含んでいる場合、これらブロック図、フローチャート、または実施例内の各機能および／または処理は、適用性の広いハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、あるいはこれらの実質的に任意の組み合わせによって個々におよび／または組み合わせで実施できることについて、当業者であれば理解するであろう。一実施形態では、本開示において示す構成要素の一部は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、あるいはその他の統合的な形式によって実施することができる。しかし、本開示において示す実施形態の一部の形態は、全体的あるいは部分的に、１つ以上のコンピュータにおいて実行される１つ以上のコンピュータプログラム（例えば、１つ以上のコンピュータシステムにおいて実行される１つ以上のプログラム）、１つ以上のプロセッサにおいて実行される１つ以上のプログラム（例えば、１つ以上のマイクロプロセッサにおいて実行する１つ以上のプログラム）、ファームウェア、あるいはこれらの実質的に任意の組み合わせとして、集積回路内において同等に実施することができ、また、回路設計および／または上記ソフトウェアおよび／またはファームウェアへの符号の書き込みは、当業者の技術範囲内において本開示が十分に行われていることについて、当業者であれば認識するであろう。さらに、本開示において示す構成要素のメカニズムは、プログラムプロダクトとして様々な形式で分配することができ、また、本開示において示す構成要素の実施形態は、上記分配を実施するために実際に用いられる信号を有する媒体の種類に関わらず適用されることについて、当業者であれば理解するであろう。信号を有する媒体の例としては、記録型の媒体（例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスクドライブ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルビデオデスク（ＤＶＤ）、デジタルテープ、コンピュータメモリ等）、および伝送型の媒体、例えば、デジタルおよび／またはアナログ通信媒体（例えば、光ファイバーケーブル、導波管、有線通信リンク、無線通信リンク（例えば、トランスミッター、レシーバー、送信論理操作、受信論理操作等））が含まれるが、これらに限定されるものではない。
一般的な意味において、当業者は、本明細書に記載の種々の実施形態が、種々の種類の電気機械的なシステムによって、個々に、および／または共同して実施され得ることを認識する。当該システムは、種々の電気的な構成要素（例えば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、および／またはこれらの実質的に任意の組合せ）；ならびに機械的な力または動作を与え得る種々の構成要素（例えば、剛体、ばね体もしくはねじれ体、油圧物、電磁的に動作される手段、および／またはこれらの実質的に任意の組合せ）を有している。したがって、本明細書に使用されるときの“電気機械的なシステム”としては、変換器と動作可能に接続されている電気回路（例えば、アクチュエータ、モータ、圧電性結晶、Micro Electro Mechanical System（ＭＥＭＳ）など）、少なくとも１つの分離した電気回路を有している電気回路、少なくとも１つの集積回路を有している電気回路、少なくとも１つの用途の特殊な集積回路を有している電気回路、コンピュータプログラムによって構成されている一般的な目的の演算装置を形成している電気回路（例えば、処理および／または手段を少なくとも部分的に実施させるコンピュータプログラムによって構成されている一般的な目的のコンピュータ、または処理および／または手段を少なくとも部分的に実施させるコンピュータプログラムによって構成されているマイクロプロセッサ）、記憶装置（例えば、メモリの形態（例えば、ランダムアクセス、フラッシュ、読み出し専用など））を形成している電気回路、通信装置を形成している電気回路（例えば、モデム、通信切替装置、光電気装置など）、および／またはそれらに対する非電気的な類似物（例えば、光学的な類似物または他の類似物）が挙げられるが、これらに限定されない。また、当業者は、電気機械的なシステムとしては、種々の民生の電子工学システム、医療装置、および他のシステム（例えば、モータ駆動の輸送システム、工場の自動操作システム、警備システム、および／または通信／演算システム）が挙げられるが、これらに限定されないことを適切に理解する。
一般的な意味において、当業者は、広範なハードウェア、ソフトウェア、ファームウェアおよび／またはこれらの任意の組合せによって、個々に、および／または共同して実施され得る本明細書に記載されている種々の局面が、種々の“電気回路”を構成していると見なされ得ることを認識する。したがって、本明細書に使用されるときの“電気回路”としては、少なくとも１つの分離した電気回路を有している電気回路、少なくとも１つの集積回路を有している電気回路、少なくとも１つの用途の特殊な集積回路を有している電気回路、コンピュータプログラムによって構成されている一般的な目的の演算装置を形成している電気回路（例えば、処理および／または手段を少なくとも部分的に実施させるコンピュータプログラムによって構成されている一般的な目的のコンピュータ、または処理および／または手段を少なくとも部分的に実施させるコンピュータプログラムによって構成されているマイクロプロセッサ）、記憶装置（例えば、メモリの形態（例えば、ランダムアクセス、フラッシュ、読み出し専用など））を形成している電気回路、および／または通信装置を形成している電気回路（例えば、モデム、通信切替装置、光電気装置など）が挙げられるが、これらに限定されない。当業者は、本明細書に記載の対象がアナログ様式、デジタル様式またはこれらのいくつかの組合せにおいて実施され得ることを認識する。
当業者は、本明細書に記載されている装置および／または処理の少なくとも一部がデータ処理システムへと統合され得ると認識するであろう。当業者は、データ処理システムは、システムユニット筺体、ビデオ表示装置、メモリ（揮発性メモリ、若しくは不揮発性メモリ）、プロセッサ（マイクロプロセッサ、若しくはデジタル信号プロセッサ）、コンピュータ団体（操作システム、運転手、グラフィカル・ユーザー・インターフェース、および応用プログラム、例えば接触パッド、接触画面、アンテナ等の１つ以上の相互関係装置）、ならびに／または制御システムのうちの１つまたは複数を一般的に含んでいると認識するであろう。上記制御システムは、フィードバックループ、および制御モータ（例えば、位置および／または速度を感知するフィードバック、構成部品および／または数量の移設のため、および／または、構成部品および／または数量の調整のための制御モータ）を含む。データ処理システムは、データコンピュータ／通信、および／またはネットワークコンピュータ／通信システムにおいて模範的に見られるそれらのように、適切な、市販の構成部品を使用することによって、実施され得る。
本明細書に記載した構成要素（例えば、操作）、装置、対象物、およびこれらに付随している解説が、概念を明確にする目的のための例として使用されること、並びに種々の形態の改変が検討されることを当業者は認識するであろう。従って、本明細書中で使用される場合、説明された具体的な例および付随している解説は、これらのより一般的なクラスを代表することを意図して使用される。一般に、任意の具体的な例の使用は、そのクラスを代表することを意図し、そして、特定の構成要素（例えば、操作）、装置、および対象物を含めないことが、限定的なものとして受け取られるべきではない。
本明細書において、ユーザは単一の図示された人物として図示および説明されたが、当業者は、文脈と矛盾しない限りにおいて、ユーザが人間のユーザ、ロボットのユーザ（例えば、計算実体）、および/または実質的にそれらの組み合わせの何れか（例えば、ユーザは１つまたは複数のロボット代理人に援助され得る）、の代表であることを十分に理解するであろう。当業者は、一般に、「送信者（sender）」についても同様のことが言えて、および/または、そのような用語としての他の実体に合った用語が、文脈と矛盾しない限りにおいて、本明細書に使用されることを十分に理解するであろう。
本明細書における、実質的に任意の複数形および／または単数形の用語の使用に関し、当業者であれば、文脈および／または用途に適切であるように、複数形を単数形に置き換える、および／または、単数形を複数形に置き換え得る。本明細書においては、種々の単数形／複数形の置換について、明瞭にするために特別に説明しない。
本明細書に記載されている主題は、異なる他の構成要素の内部に含まれる異なる構成要素、または、異なる他の構成要素と連結された異なる構成要素を説明していることがある。そのように描写された構造は単に例示的なものであり、実際、同じ機能性を実現可能な多くの他の構造が導入されてもよいことが理解されるべきである。概念的な意味では、同じ機能性を実現するための複数の構成要素の任意の配置が、所望の機能性が実現されるように効果的に「連携される」。従って、特定の機能性を実現するために本明細書において組み合わせられる任意の２つの構成要素は、構造または中間部品とは無関係に、所望の機能性が実現されるように互いに「連携する」ように見える。同様に、そのように連携された任意の２つの構成要素は、所望の機能性を実現するために、互いに、「動作可能に接続されている」または「動作可能に結合されている」ように見え、そして、そのように連携されることが可能な任意の２つの構成要素は、所望の機能性を実現するために、互いに、「動作可能に結合可能である」ように見える。動作可能に結合可能な構成要素の具体例は、これらに限定されないが、物理的に対にすることが可能な構成要素および／または物理的に相互作用している構成要素、および／または無線で相互作用可能な構成要素、および／または無線で相互作用している構成要素、および／または論理的に相互作用している構成要素、および／または論理的に相互作用可能な構成要素を包含している。
いくつかの例では、１以上のコンポーネントは、「〜するように構成される」、「〜によって構成される」、「〜するように構成可能な」、「〜するように動作可能な／動作する」、「〜に適合する／適応可能な」、「〜可能な」、「〜するのに一致可能な／一致する」等と、本明細書において表現されてもよい。当業者であれば、そのような用語（例えば、「〜するように構成される」）は、文脈上そうでないことが明らかでない限り、通常は、活性化状態の構成要素および／または非活性化状態の構成要素および／またはスタンバイ状態の構成要素を包含し得ることを認識するであろう。
本明細書中に記載した本主題の具体的な態様を図示および説明したが、本明細書中に記載した主題および当該主題のより範囲の広い態様から逸脱せずに、変更および改変がなされ、それゆえ、付属の請求項は、その範囲内に、さらに明細書中に記載した主題の真の精神および範囲内に、全ての変更および改変を含むべきであることを、当業者は本明細書中の教唆に基づいて自ずと理解できるはずである。当業者であれば、一般的に、本明細書中で使用した用語、特に添付の特許請求の範囲（例えば、添付の特許請求の範囲の本文）において使用した用語が、通常は、「オープン」な用語であることを意図したものである（例えば、用語「〜を含んでいる」は、「〜を含んでいるが、これらに限定されるものではない」と解釈されるべきであり、用語「〜を有している」は、「少なくとも〜を有している」と解釈されるべきであり、用語「〜を備えた」は、「〜を備えているが、これらに限定されるものではない」と解釈されるべきである）ことが理解できるであろう。さらに、導入された請求項の記載中に具体的な個数が意図されているのであれば、そのような意図が請求項中で明示的に記載されるのであって、そのような明示的な記載が無い場合には、そのような意図は存在しないことを、当業者は理解できるであろう。理解の一助として例を挙げると、請求項の記載を導入するために、下記の添付の特許請求の範囲において、「少なくとも１つの」および「１つ以上の」といった導入句が使用されてもよい。しかし、たとえこのような語句を使用していたとしても、不定冠詞「ａ」または「ａｎ」によって請求項の記載を導入することが、当該導入された請求項の記載を含む任意の特定の請求項を、当該請求項の記載を１つしか含まないものに限定していることを暗示しているのだと、解釈されるべきではない。同様に、たとえ同一請求項中に「１つ以上の」または「少なくとも１つの」という導入句と、例えば「ａ」または「ａｎ」等の不定冠詞とが含まれていても、このような解釈はされるべきではない（例えば、「ａ」および／または「ａｎ」は、通常、「少なくとも１つの」または「１つ以上の」を意味すると解釈されるべきである）。同じことが、請求項の記載を導入するために使用された定冠詞の使用についても当てはまる。さらに、たとえ導入された請求項の記載について具体的な個数が明示的に記載されていたとしても、当業者であれば、このような記載は、通常、少なくとも記載された個数が含まれていることを意味していると解釈されるべきであることを理解できるであろう（例えば、他の修飾語を使用せずに、単に「２つの構成要素」と記載されている場合、通常、当該構成要素が少なくとも２つまたは２つ以上含まれていることを意味する）。さらに、「Ａ、Ｂ、およびＣ等のうちの少なくとも１つ」に類似の表現形式が使用されている場合、一般に、このような文構造は、当業者がその表現形式を理解するであろうという意味が意図されている（例えば、「Ａ、ＢおよびＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」には、Ａだけを有するシステム、Ｂだけを有するシステム、Ｃだけを有するシステム、ＡおよびＢを共に有するシステム、ＡおよびＣを共に有するシステム、ＢおよびＣを共に有するシステム、および／またはＡ、ＢおよびＣを共に有するシステム等が含まれるが、これらに限定されない）。「Ａ、ＢまたはＣなどのうちの少なくとも１つ」に類似の表現形式が使用されている場合、一般に、このような文構造は、当業者がその表現形式を理解するであろうという意味が意図されている（例えば、「Ａ、ＢまたはＣのうちの少なくとも１つを有するシステム」には、Ａだけを有するシステム、Ｂだけを有するシステム、Ｃだけを有するシステム、ＡおよびＢを共に有するシステム、ＡおよびＣを共に有するシステム、ＢおよびＣを共に有するシステム、および／またはＡ、ＢおよびＣを共に有するシステム等が含まれるが、これに限定されるものではない）。さらに、当業者であれば、通常、２つ以上の代替用語を表す離接語および／または離接句は、それが明細書中、特許請求の範囲中、または図面中の何れであっても、文脈と矛盾しない限りにおいて、複数の用語のうちの一つを含んでいる可能性、複数の用語のうちの一方を含んでいる可能性、または複数の用語を共に含んでいる可能性を考慮しているものであると理解すべきことが理解できるであろう。例えば、語句「ＡまたはＢ」は、通常、「Ａ」である可能性または「Ｂ」である可能性または「ＡおよびＢ」である可能性を含んだものであると理解されるであろう。
添付の特許請求の範囲に関して、当業者であれば、特許請求の範囲中に記載の動作は、一般に、任意の順序で実施されてもよいことを十分に理解できるであろう。また、種々の動作の流れが一連の流れとして提示されているが、この種々の動作が、説明された順序とは別の順序で実施されても、または同時に実施されてもよいことが理解されるべきである。このような別の順序付けの例には、文脈と矛盾しない限りにおいて、重複した、交互的な、割り込んだ、再度順序づけされた、逐次的な、前置きの、付加的な、同時に起こる、逆の順序の、または他の異なる順序付けを含んでいてもよい。また、「〜に応答して」、「〜に関連して」などの用語、または、他の過去分詞から派生した形容詞は、文脈上そうでないことが明らかでない限り、そのような変形例を排除することは通常意図されない。
本明細書に開示されている主題の態様は、以下のように、番号の付いた箇条書きの形で明確に記載される：
１．ある量の原料を受け取ることと、
上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することと、
上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱することと、
ある量の過熱水蒸気を供給することと、
上記過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物とを混合することと、
少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することと、
少なくとも１つの圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮することと、
圧縮された上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換することと、
上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換することと、を含む方法。
２．上記ある量の原料を受け取ることが、
ある量の石炭を受け取ることを含む、項目１に記載の方法。
３．上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することが、
上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、タールおよび非凝縮性ガスのうちの少なくとも一方を含む少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することを包含する、項目１に記載の方法。
４．上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、タールおよび非凝縮性ガスのうちの少なくとも一方を含む少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することが、
上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、タール、水素分子、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、およびエタンのうちの少なくとも１つを含む少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することを包含する、項目３に記載の方法。
５．上記少なくとも１つの水性ガスシフト反応を経て、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することが、
水蒸気改質プロセス中に、過熱された少なくとも１つの上記熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの改質生成物を形成することを包含する、項目１に記載の方法。
６．上記水蒸気改質プロセス中に、上記過熱された少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの改質生成物を形成することが、
水蒸気改質プロセス中に、上記過熱された少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気に熱エネルギーを供給し、水素分子および一酸化炭素のうちの少なくとも一方を含む少なくとも１つの改質生成物を形成することを包含する、項目５に記載の方法。
７．上記水蒸気改質プロセス中に、上記過熱された少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの改質生成物を形成することが、
上記少なくとも１つの圧縮段階中に、上記少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出すること、および、
抽出した上記熱エネルギーの少なくとも一部を、水蒸気改質プロセス中に、上記過熱された少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気に供給することを包含する、項目５に記載の方法。
８．上記少なくとも１つの圧縮段階中に、上記少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出することが、
第１の圧縮段階中に少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出すること、および、
第２の圧縮段階中に少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出することを包含する、項目７に記載の方法。
９．上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱することが、
上記少なくとも１つの水性ガスシフト反応からの熱エネルギーを上記少なくとも１つの熱分解生成物に供給すること、および、
上記少なくとも１つの水性ガスシフト反応から供給された熱エネルギーによって、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱することを包含する、項目１に記載の方法。
１０．上記ある量の過熱水蒸気を供給することが、
ある量の水を受け取ることと、
上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールへ変換することから得た熱エネルギーを水に供給し、ある量の飽和水蒸気を形成することと、
上記飽和水蒸気に熱エネルギーを供給し、ある量の過熱水蒸気を生成することとを包含する、項目１に記載の方法。
１１．上記少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することが、
少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、水素分子、一酸化炭素、および二酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することを包含する、項目１に記載の方法。
１２．圧縮された少なくとも１つの上記合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換することが、
少なくとも１つの上記合成ガス生成物の少なくとも一部から熱エネルギーを取り除くことによって、圧縮された少なくとも１つの上記合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換することを包含する、項目１に記載の方法。
１３．上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換することが、
メタノールの少なくとも一部を、メタノール‐ガス（ＭＴＧ）変換プロセスによって、ある量のガソリンに変換することを包含する、項目１に記載の方法。
１４．ある量の原料を受け取ることと、
上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することと、
上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱することと、
ある量の過熱水蒸気を供給することと、
上記過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物とを混合することと、
少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することと、を含む方法。
１５．ある量の原料を収容する熱分解反応室と、
上記熱分解反応室および少なくとも１つの熱源と熱的に接続され、上記原料の少なくとも一部を少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する第１の熱エネルギー伝達システムと、
上記熱分解反応室の出口および内部熱源と熱的に接続され、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する第２の熱エネルギー伝達システムと、
過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物との混合を起こさせるように配置された出口を含む水蒸気発生器と、
上記熱分解反応室の出口および上記水蒸気発生器と流体連通されており、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気を、少なくとも１つの改質生成物に変換するように構成された水蒸気改質器と、
上記水蒸気改質器の出口と流体連通されており、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換するように構成されている水性ガスシフト反応器と、
上記水性ガスシフト反応器の出口と流体連通されており、少なくとも１つの圧縮段階において上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている圧縮システムと、
上記圧縮システムの出口と流体連通されており、圧縮された上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換するように構成されているメタノール反応器と、
上記メタノール反応器の出口と流体連通されており、上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換するように構成されているメタノール‐ガソリン反応器と、を含む装置。
１６．上記原料が、炭素質原料を含む、項目１５に記載の装置。
１７．上記原料が、石炭、バイオマス、混合源生体材料、プラスチック、廃棄物、および埋立廃棄物のうちの少なくとも１つを含む、項目１６に記載の装置。
１８．上記少なくとも１つの熱源が、少なくとも１つの原子炉を含む、項目１５に記載の装置。
１９．上記少なくとも１つの原子炉が、溶融塩冷却原子炉システム、液体金属冷却原子炉システム、ガス冷却原子炉システム、および超臨界流体冷却原子炉システムのうちの少なくとも１つを含む、項目１８に記載の装置。
２０．上記第１の熱エネルギー伝達システムが、直接熱交換システムを含む、項目１５に記載の装置。
２１．上記第１の熱エネルギー伝達システムが、間接熱交換システムを含む、項目１５に記載の装置。
２２．上記第１の熱エネルギー伝達システムが、少なくとも１つの熱源の作動流体を含む伝熱部材を包含する、項目１５に記載の装置。
２３．上記作動流体が、超臨界流体を含む、項目２２に記載の装置。
２４．上記内部熱源が、上記水性ガスシフト反応器である、項目１５に記載の装置。
２５．上記少なくとも１つの熱分解反応生成物が、タールおよび非凝縮性ガスのうちの少なくとも一方を含む、項目１５に記載の装置。
２６．上記非凝縮性ガスが、水素分子、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、およびエタンのうちの少なくとも１つを含む、項目２５に記載の装置。
２７．上記水性ガスシフト反応器の出口と流体連通されており、少なくとも１つの圧縮段階において上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている圧縮システムが、
上記水性ガスシフト反応器の出口と流体連通されていると共に、第１の圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている第１の圧縮機、および、
上記第１の圧縮機の出口と流体連通されていると共に、第２の圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている第２の圧縮機を含む、項目１５に記載の装置。
２８．上記圧縮システムおよび水蒸気改質器と熱的に接続されている第３の熱エネルギー伝達システムを更に含み、
上記第３の熱エネルギー伝達システムは、上記第１の圧縮段階中に少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出するように構成されている第１の熱交換器と、上記第２の圧縮段階中に少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出するように構成されている少なくとも１つの第２の熱交換器とを含み、
上記第３の熱エネルギー伝達システムは、上記第１の熱交換器で抽出された熱エネルギーと、上記第２の熱交換器で抽出された熱エネルギーとを上記水蒸気改質器に供給するように構成されている、項目２７に記載の装置。
２９．上記第３の熱エネルギー伝達システムが、上記水蒸気発生器および上記水蒸気改質器と熱的に接続されていると共に、水蒸気改質器からの熱エネルギーを水蒸気発生器に伝達するように構成されている、項目２８に記載の装置。
３０．外部水源と、
上記メタノール反応器および上記外部水源からのある量の水と熱的に接続されており、上記メタノール反応器からの熱エネルギーを上記外部水源からの水へと供給し飽和水蒸気を形成するように配置されている第４の熱エネルギー伝達システム（例えば、メタノール反応からの熱が飽和水蒸気の生成に使用される）と、をさらに含む、項目１５に記載の装置。
３１．上記第２の熱エネルギー伝達システムがさらに、内部熱源からの熱エネルギーを上記水に伝達し、飽和水蒸気を形成するように構成されている、項目１５に記載の装置。
３２．上記水蒸気発生器の入口が、上記外部水源と流体連通されていると共に、飽和水蒸気を受け取るように配置されており、
上記水蒸気発生器は、熱エネルギーを上記飽和水蒸気に供給し、過熱水蒸気を形成するように構成されている、項目１５に記載の装置。
３３．上記水蒸気改質器からの少なくとも１つの改質生成物が、水素分子および一酸化炭素のうちの少なくとも一方を含む、項目１５に記載の装置。
３４．上記水性ガスシフト反応器からの少なくとも１つの合成ガス生成物が、水素分子、一酸化炭素、および二酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む、項目１５に記載の装置。
３５．熱分解室の出力部と動作可能に結合され、熱分解室から受け取ったある量の木炭を燃焼させるように構成されていると共に、水蒸気改質器と熱的に接続され、水蒸気改質器に熱エネルギーを供給するように構成されている木炭バーナをさらに含む、項目１５に記載の装置。
３６．上記少なくとも１つの熱源の一部と熱的に接続されており、供給された水を水蒸気に変換するように構成された、追加の水蒸気発生器をさらに含む、項目１５に記載の装置。
３７．原料予加熱器をさらに含む、項目１５に記載の装置。
３８．ある量の原料を収容する熱分解反応室と、
上記熱分解反応室および少なくとも１つの熱源と熱的に接続され、上記原料の少なくとも一部を少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する 第１の熱エネルギー伝達システムと、
上記熱分解反応室の出口および内部熱源と熱的に接続され、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する第２の熱エネルギー伝達システムと、
過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物との混合を起こさせるように配置された出口を含む水蒸気発生器と、
上記熱分解反応室の出口および上記水蒸気発生器と流体連通されており、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気を、少なくとも１つの改質生成物に変換するように構成された水蒸気改質器と、
上記水蒸気改質器の出口と流体連通されており、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換するように構成されている水性ガスシフト反応器と、を含む装置。
３９．少なくとも１つの熱源と、
ある量の原料を収容する熱分解反応室と、
上記熱分解反応室および上記少なくとも１つの熱源と熱的に接続され、上記原料の少なくとも一部を少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する 第１の熱エネルギー伝達システムと、
上記熱分解反応室の出口および内部熱源と熱的に接続され、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する第２の熱エネルギー伝達システムと、
過熱水蒸気と過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物との混合を起こさせるように配置された出口を含む水蒸気発生器と、
上記熱分解反応室の出口および上記水蒸気発生器と流体連通されており、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気を、少なくとも１つの改質生成物に変換するように構成された水蒸気改質器と、
上記水蒸気改質器の出口と流体連通されており、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換するように構成されている水性ガスシフト反応器と、
上記水性ガスシフト反応器の出口と流体連通されており、少なくとも１つの圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている圧縮システムと、
上記圧縮システムの出口と流体連通されており、圧縮された上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換するように構成されているメタノール反応器と、
上記メタノール反応器の出口と流体連通されており、上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換するように構成されているメタノール‐ガソリン反応器と、を含むシステム。
４０．上記少なくとも１つの熱源が、
少なくとも１つの原子炉を含む、項目３９に記載の装置。
４１．上記少なくとも１つの原子炉が、
溶融塩冷却原子炉システム、液体金属冷却原子炉システム、ガス冷却原子炉システム、および超臨界流体冷却原子炉システムのうちの少なくとも１つを含む、項目４０に記載のシステム。
例示的な実施形態に基づく、炭素質原料物質のガス化を行うシステムを示すブロック図である。 例示的な実施形態に基づく、炭素質原料物質のガス化を行うシステムの間接熱交換システムを示すブロック図である。 例示的な実施形態に基づく、炭素質原料物質のガス化を行うシステムの直接熱交換システムを示すブロック図である。 例示的な実施形態に基づく、炭素質原料物質のガス化を行うシステムを示すブロック図である。 炭素質原料物質のガス化を行う方法のハイレベルフローチャートである。 図２の代替の実施を描写するハイレベルフローチャートである。

Claims (41)

  1. ある量の原料を受け取ることと、
    上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することと、
    上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱することと、
    ある量の過熱水蒸気を供給することと、
    上記過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物とを混合することと、
    少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することと、
    少なくとも１つの圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮することと、
    圧縮された上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換することと、
    上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換することと、を含む方法。
  2. 上記ある量の原料を受け取ることが、
    ある量の石炭を受け取ることを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することが、
    上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、タールおよび非凝縮性ガスのうちの少なくとも一方を含む少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することを包含する、請求項１に記載の方法。
  4. 上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、タールおよび非凝縮性ガスのうちの少なくとも一方を含む少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することが、
    上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、タール、水素分子、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、およびエタンのうちの少なくとも１つを含む少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することを包含する、請求項３に記載の方法。
  5. 上記少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することが、
    水蒸気改質プロセス中に、過熱された少なくとも１つの上記熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの改質生成物を形成することを包含する、請求項１に記載の方法。
  6. 上記水蒸気改質プロセス中に、上記過熱された少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの改質生成物を形成することが、
    水蒸気改質プロセス中に、上記過熱された少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気に熱エネルギーを供給し、水素分子および一酸化炭素のうちの少なくとも一方を含む少なくとも１つの改質生成物を形成することを包含する、請求項５に記載の方法。
  7. 上記水蒸気改質プロセス中に、上記過熱された少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの改質生成物を形成することが、
    上記少なくとも１つの圧縮段階中に、上記少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出すること、および、
    抽出した上記熱エネルギーの少なくとも一部を、水蒸気改質プロセス中に、上記過熱された少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気に供給することを包含する、請求項５に記載の方法。
  8. 上記少なくとも１つの圧縮段階中に、上記少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出することが、
    第１の圧縮段階中に少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出すること、および、
    第２の圧縮段階中に少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出することを包含する、請求項７に記載の方法。
  9. 上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱することが、
    上記少なくとも１つの水性ガスシフト反応からの熱エネルギーを上記少なくとも１つの熱分解生成物に供給すること、および、
    上記少なくとも１つの水性ガスシフト反応から供給された熱エネルギーによって、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱することを包含する、請求項１に記載の方法。
  10. 上記ある量の過熱水蒸気を供給することが、
    ある量の水を受け取ることと、
    上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部をある量のメタノールへ変換することから得た熱エネルギーを水に供給し、ある量の飽和水蒸気を形成することと、
    上記飽和水蒸気に熱エネルギーを供給し、ある量の過熱水蒸気を生成することと、を包含する、請求項１に記載の方法。
  11. 上記少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することが、
    少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、水素分子、一酸化炭素、および二酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することを包含する、請求項１に記載の方法。
  12. 圧縮された少なくとも１つの上記合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換することが、
    少なくとも１つの上記合成ガス生成物の少なくとも一部から熱エネルギーを取り除くことによって、圧縮された少なくとも１つの上記合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換することを包含する、請求項１に記載の方法。
  13. 上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換することが、
    上記メタノールの少なくとも一部を、メタノール‐ガス（ＭＴＧ）変換プロセスによって、ある量のガソリンに変換することを包含する、請求項１に記載の方法。
  14. ある量の原料を受け取ることと、
    上記原料に熱エネルギーを供給し、少なくとも１つの熱分解反応によって、上記原料の少なくとも一部を、少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換することと、
    上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱することと、
    ある量の過熱水蒸気を供給することと、
    上記過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物とを混合することと、
    少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換することと、を含む方法。
  15. ある量の原料を収容する熱分解反応室と、
    上記熱分解反応室および少なくとも１つの熱源と熱的に接続され、上記原料の少なくとも一部を少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する第１の熱エネルギー伝達システムと、
    上記熱分解反応室の出口および内部熱源と熱的に接続され、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する第２の熱エネルギー伝達システムと、
    過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物との混合を起こさせるように配置された出口を含む水蒸気発生器と、
    上記熱分解反応室の出口および上記水蒸気発生器と流体連通されており、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気を、少なくとも１つの改質生成物に変換するように構成された水蒸気改質器と、
    上記水蒸気改質器の出口と流体連通されており、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換するように構成されている水性ガスシフト反応器と、
    上記水性ガスシフト反応器の出口と流体連通されており、少なくとも１つの圧縮段階において上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている圧縮システムと、
    上記圧縮システムの出口と流体連通されており、圧縮された上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換するように構成されているメタノール反応器と、
    上記メタノール反応器の出口と流体連通されており、上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換するように構成されているメタノール‐ガソリン反応器と、を含む装置。
  16. 上記原料が、炭素質原料を含む、請求項１５に記載の装置。
  17. 上記原料が、石炭、バイオマス、混合源生体材料、プラスチック、廃棄物、および埋立廃棄物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の装置。
  18. 上記少なくとも１つの熱源が、少なくとも１つの原子炉を含む、請求項１５に記載の装置。
  19. 上記少なくとも１つの原子炉が、溶融塩冷却原子炉システム、液体金属冷却原子炉システム、ガス冷却原子炉システム、および超臨界流体冷却原子炉システムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１８に記載の装置。
  20. 上記第１の熱エネルギー伝達システムが、直接熱交換システムを含む、請求項１５に記載の装置。
  21. 上記第１の熱エネルギー伝達システムが、間接熱交換システムを含む、請求項１５に記載の装置。
  22. 上記第１の熱エネルギー伝達システムが、少なくとも１つの熱源の作動流体を含む伝熱部材を包含する、請求項１５に記載の装置。
  23. 上記作動流体が、超臨界流体を含む、請求項２２に記載の装置。
  24. 上記内部熱源が、上記水性ガスシフト反応器である、請求項１５に記載の装置。
  25. 上記少なくとも１つの熱分解反応生成物が、タールおよび非凝縮性ガスのうちの少なくとも一方を含む、請求項１５に記載の装置。
  26. 上記非凝縮性ガスが、水素分子、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、およびエタンのうちの少なくとも１つを含む、請求項２５に記載の装置。
  27. 上記水性ガスシフト反応器の出口と流体連通されており、少なくとも１つの圧縮段階において上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている圧縮システムが、
    上記水性ガスシフト反応器の出口と流体連通されていると共に、第１の圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている第１の圧縮機、および、
    上記第１の圧縮機の出口と流体連通されていると共に、第２の圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている第２の圧縮機を含む、請求項１５に記載の装置。
  28. 上記圧縮システムおよび水蒸気改質器と熱的に接続されている第３の熱エネルギー伝達システムを更に含み、
    上記第３の熱エネルギー伝達システムは、上記第１の圧縮段階中に少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出するように構成されている第１の熱交換器と、上記第２の圧縮段階中に少なくとも１つの合成ガス生成物から熱エネルギーを抽出するように構成されている少なくとも１つの第２の熱交換器とを含み、
    上記第３の熱エネルギー伝達システムは、上記第１の熱交換器で抽出された熱エネルギーと、上記第２の熱交換器で抽出された熱エネルギーとを上記水蒸気改質器に供給するように構成されている、請求項２７に記載の装置。
  29. 上記第３の熱エネルギー伝達システムが、上記水蒸気発生器および上記水蒸気改質器と熱的に接続されていると共に、水蒸気改質器からの熱エネルギーを水蒸気発生器に伝達するように構成されている、請求項２８に記載の装置。
  30. 外部水源と、
    上記メタノール反応器および上記外部水源からのある量の水と熱的に接続されており、上記メタノール反応器からの熱エネルギーを上記外部水源からの水へと供給し飽和水蒸気を形成するように配置されている第４の熱エネルギー伝達システム（例えば、メタノール反応からの熱が飽和水蒸気の生成に使用される）と、をさらに含む、請求項１５に記載の装置。
  31. 上記第２の熱エネルギー伝達システムがさらに、上記内部熱源からの熱エネルギーを上記水に伝達し、飽和水蒸気を形成するように構成されている、請求項１５に記載の装置。
  32. 上記水蒸気発生器の入口が、上記外部水源と流体連通されていると共に、飽和水蒸気を受け取るように配置されており、
    上記水蒸気発生器は、熱エネルギーを上記飽和水蒸気に供給し、過熱水蒸気を形成するように構成されている、請求項１５に記載の装置。
  33. 上記水蒸気改質器からの少なくとも１つの改質生成物が、水素分子および一酸化炭素のうちの少なくとも一方を含む、請求項１５に記載の装置。
  34. 上記水性ガスシフト反応器からの少なくとも１つの合成ガス生成物が、水素分子、一酸化炭素、および二酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む、請求項１５に記載の装置。
  35. 熱分解室の出力部と動作可能に結合され、熱分解室から受け取ったある量の木炭を燃焼させるように構成されていると共に、上記水蒸気改質器と熱的に接続され、上記水蒸気改質器に熱エネルギーを供給するように構成されている木炭バーナをさらに含む、請求項１５に記載の装置。
  36. 上記少なくとも１つの熱源の一部と熱的に接続されており、供給された水を水蒸気に変換するように構成された、追加の水蒸気発生器をさらに含む、請求項１５に記載の装置。
  37. 原料予加熱器をさらに含む、請求項１５に記載の装置。
  38. ある量の原料を収容する熱分解反応室と、
    上記熱分解反応室および少なくとも１つの熱源と熱的に接続され、上記原料の少なくとも一部を少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する第１の熱エネルギー伝達システムと、
    上記熱分解反応室の出口および内部熱源と熱的に接続され、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する第２の熱エネルギー伝達システムと、
    過熱水蒸気と、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物との混合を起こさせるように配置された出口を含む水蒸気発生器と、
    上記熱分解反応室の出口および上記水蒸気発生器と流体連通されており、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気を、少なくとも１つの改質生成物に変換するように構成された水蒸気改質器と、
    上記水蒸気改質器の出口と流体連通されており、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換するように構成されている水性ガスシフト反応器と、を含む装置。
  39. 少なくとも１つの熱源と、
    ある量の原料を収容する熱分解反応室と、
    上記熱分解反応室および上記少なくとも１つの熱源と熱的に接続され、上記原料の少なくとも一部を少なくとも１つの熱分解反応生成物に変換する第１の熱エネルギー伝達システムと、
    上記熱分解反応室の出口および内部熱源と熱的に接続され、上記少なくとも１つの熱分解反応生成物を過熱する第２の熱エネルギー伝達システムと、
    過熱水蒸気と過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物との混合を起こさせるように配置された出口を含む水蒸気発生器と、
    上記熱分解反応室の出口および上記水蒸気発生器と流体連通されており、過熱された上記少なくとも１つの熱分解反応生成物および上記過熱水蒸気を、少なくとも１つの改質生成物に変換するように構成された水蒸気改質器と、
    上記水蒸気改質器の出口と流体連通されており、上記少なくとも１つの改質生成物の少なくとも一部を、少なくとも１つの水性ガスシフト反応によって、少なくとも１つの合成ガス生成物に変換するように構成されている水性ガスシフト反応器と、
    上記水性ガスシフト反応器の出口と流体連通されており、少なくとも１つの圧縮段階において、上記少なくとも１つの合成ガス生成物を圧縮するように構成されている圧縮システムと、
    上記圧縮システムの出口と流体連通されており、圧縮された上記少なくとも１つの合成ガス生成物の少なくとも一部を、ある量のメタノールに変換するように構成されているメタノール反応器と、
    上記メタノール反応器の出口と流体連通されており、上記メタノールの少なくとも一部を、ある量のガソリンに変換するように構成されているメタノール‐ガソリン反応器と、を含むシステム。
  40. 上記少なくとも１つの熱源が、
    少なくとも１つの原子炉を含む、請求項３９に記載の装置。
  41. 上記少なくとも１つの原子炉が、
    溶融塩冷却原子炉システム、液体金属冷却原子炉システム、ガス冷却原子炉システム、および超臨界流体冷却原子炉システムのうちの少なくとも１つを含む、請求項４０に記載のシステム。
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