JP2019504757A - 多機能反応器 - Google Patents

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Abstract

本明細書中に記載されているのは、
第１の反応体積（Ｖ１）、
第２の反応体積（Ｖ２）
を含み、
上記第１の反応体積（Ｖ１）が、酸化剤用の入口ポート（ＯＸ‐ＩＮ）、少なくとも１つの第１の反応物質用の入口ポート（Ｒ１‐ＩＮ）および少なくとも１つの第１の反応生成物用の出口ポート（Ｐ１‐ＯＵＴ）と流体連通しており、
上記第２の反応体積（Ｖ２）が、少なくとも１つの第２の反応物質用の入口ポート（Ｒ２‐ＩＮ）および少なくとも１つの第２の反応生成物用の出口ポート（Ｐ２‐ＯＵＴ）と流体連通しており、更に上記第１の反応体積（Ｖ１）と熱交換関係にあり、
動作中に、上記第１の反応体積（Ｖ１）中において、上記少なくとも１つの第１の反応生成物の形成を伴う上記少なくとも１つの第１の反応物質および上記酸化剤の間の酸化反応を生じ、上記第２の反応体積（Ｖ２）中において、第１のおよび第２の反応体積（Ｖ１、Ｖ２）間で交換された熱エネルギー流によって、上記少なくとも１つの第２の反応生成物の形成を伴う上記第２の反応物質のガス化反応を生じることを特徴とする、反応器（１）である。

Description

本発明は、化学反応器、特に超臨界水中での酸化処理または超臨界水中でのガス化処理による廃棄物処理用および廃棄物用の化学反応器に関する。
危険性を有する特定の廃棄物は、一般的な熱処理および生物学的処理によって、安全で環境に適合した方法で破壊することはできない。いくつかの実験的研究により、（２２０ｂａｒより高い圧力および３７４℃より高い温度の）超臨界水中での反応に基づく方法は、環境面および健康面での適合性に有利になるように、これらのタイプの廃棄物の処理に有効な代替手段を提供することを示している。
超臨界水中での反応の有効性は、それを非極性および高い反応性を有する溶媒にする、上記臨界点を超える廃棄物の特性、低密度、低誘電率、および低イオン積に関連する。その結果として、有機種、また、ポリマーなどの高分子量の有機種、およびガス種は、それらが単一の流体相を形成する水に完全に可溶性である。相間の化学種の輸送に制限が実質的に存在しないこと、および上記水分子の高い反応性のために、ラジカル性を有する反応の高い速度に達することが可能である。これらの反応を、２種類の処理、即ち：
水素、メタン、一酸化炭素、および二酸化炭素などの永久ガスを生成するガス化反応を引き起こす、水に溶解した有機物質（バイオマス、溶媒、油、等）を、酸素の非存在下で高温（４００〜７００℃）および高圧（ｐ＞２２０ｂａｒ）にするガス化処理；および
存在するすべての炭素を実際に二酸化炭素に変換する酸化反応を引き起こす、水に溶解した有機物質を、酸素の非存在下で高温（４００〜７００℃）および高圧（ｐ＞２２０ｂａｒ）にする酸化処理；
において利用してもよい。
両方の場合において、存在する窒素は、窒素酸化物（ΝＯｘ）を形成せずに、Ｎ２およびＮ２Ｏに変換され；
上記処理の終わりに液体水性相に分離されている、Ｃｌ、Ｓ、Ｐなどのヘテロ原子は、対応する鉱酸（ＨＣｌ、Ｈ３ＰＯ４、およびＨ２ＳＯ４）に変換される；そして、大気中への如何なる危険な排出や有害な排出もなしに、それらを容易に中和することができる。
上記反応工程の第１の制約は、正確には、反応器が作られる材料に対して非常に浸食性反応環境を形成する鉱酸の生成である。酸性環境と高温および高圧との複合効果により、非常に高い製造コスト、例えばニッケル‐クロム合金の使用またはスチール上への保護コーティングの塗布を用いてのみ最小化することができるかなりのストレスを上記材料に与える。種々の構成要素に必要な構造強度を保証するために、多量の高品質材料を使用する必要がある限り、第１の場合には、反応器のコストが増大することに留意すべきである。
上記反応環境の浸食性と熱応力は、反応器が作られる材料に影響を与える問題のほんの一部である。特に、前述のような耐腐食性および耐高温性の必要性と組み合わせて、コスト面で最も深刻な制約の１つを構成する反応器内で発現する加圧力である。機械的応力に対する高い耐性と高い耐腐食性を有する合金製反応器を提供することは、生産コストの顕著な増加につながる。
これらの処理の更なる制約は、反応環境中での塩の形成である。無機塩は実際には、低温で水溶性であるが、沈殿させることによって、それらが反応器の汚染、並びに、もしかすると管の閉塞および作業ポートの閉塞を生じる超臨界反応環境において不溶性になる。
最後に、超臨界水中での酸化処理および超臨界水でのガス化処理は、互いと組み合わせて使用することはほとんどなく、一連の２つの処理における単なる結合を超える相乗効果や統合を提供するために組み合わせる場合は更にない。これにより、それらの全体効率が得られたものより低い限り、これらの処理工程の開発に対する更なる制約を構成し、同様に、工業規模で競合するこれらの処理を再び採用させない処理プラントの構造的複雑さを結果として生じる。
本発明の目的は、前述した技術的課題を克服することである。特に、本発明の目的の範囲内にあるのは、
（ｉ）それらの製造コストに影響を与えることなく、強度並びに耐腐食性および耐高温性の改善された特性を有する反応器を提供すること、
（ii）沈殿した塩による目詰まりの問題を実質的に生じない反応器を提供する工程、および
（iii）特に、任意の種類の廃棄物処理のために、超臨界水中での酸化処理およびガス化処理の効率を最大化すること、である。
本発明は、本発明に関連して本明細書中に提供される技術的開示の不可欠な部分を形成する後続の請求項の１つ以上の要件を形成する特徴を有する反応器に関する。
本発明の反応器は、主に上記の点（iii）に示される課題に応答するものである。更にニーズ（ｉ）および（ii）に対しては、従属請求項の要件を形成する具体的な実施形態によって応答される。
特に、本発明は、
第１の反応体積、
第２の反応体積
を含み、
上記第１の反応体積が、酸化剤用の入口ポート、少なくとも１つの第１の反応物質用の入口ポートおよび少なくとも１つの第１の反応生成物用の出口ポートと流体連通しており、
上記第２の反応体積が、少なくとも１つの第２の反応物質用の入口ポートおよび少なくとも１つの第２の反応生成物用の出口ポートと流体連通しており、更に上記第１の反応体積と熱交換関係にあり、
動作中に、上記第１の反応体積中において、上記少なくとも１つの第１の反応生成物の形成を伴う上記少なくとも１つの第１の反応物質および上記酸化剤の間の酸化反応を生じ、上記第２の反応体積（Ｖ２）中において、第１のおよび第２の反応体積（Ｖ１、Ｖ２）間で交換された熱エネルギー流によって、上記少なくとも１つの第２の反応生成物の形成を伴う上記第２の反応物質のガス化反応を生じることを特徴とする、反応器に関する。
本発明の更に有利な態様は、本発明に関連して本明細書中に提供される技術的教示の不可欠な部分を形成する、１つ以上の従属請求項の要件を形成する。
本発明を、添付の図面を参照して説明する。
本発明の様々な好ましい実施形態に従った反応器の斜視図である。 図１の反応器の縦断面図である。 図２の矢印ＩＩＩに対応する詳細図である。 図３に見られる一対の構成要素の分解立体図である。 および それぞれ、図３Ａの矢印ＩＩＩＢ／Ｃによって示される要素の両端からの２つの平面図である。 図３Ｂおよび図３Ｃの要素の縦断面図である。 および それぞれ、図３Ａの矢印ＩＩＩＥ／Ｆによって示される要素の平面図および縦断面図である。 図２の矢印ＩＶによって示される断面に対応すること以外は、図３と同様の横断面図である。 図４の断面に見られる構成要素の分解立体図である。 および 図４Ａの矢印ＩＶＢ／Ｃによって示される要素の両端からの２つの平面図である。 図４Ｂおよび図４Ｃの要素の縦断面図である。 および それぞれ、図４Ａの矢印ＩＶＥ／Ｆによって示される要素の平面図および縦断面図である。 および それぞれ、図４Ａの矢印ＩＶＧ／Ｈによって示される要素の平面図および縦断面図である。 、 および それぞれ、本発明による反応器の要素の分解立体図を示す。 、 および それぞれ、図５Ｃの矢印ＶＩ‐Ａ、ＶＩ‐Ｂ、およびＶＩ‐Ｃによる詳細な横断面図を示す。 図１の反応器の更なる構成要素の分解立体図を示す。 および それぞれ、図１の反応器の熱調整ユニットの分解立体図および組立図を示す。 、 および 本発明の様々な実施形態に従った反応器の異なる構成の概略図である。 、 および 本発明の更なる実施形態の態様を示す。
図１の参照符号１は、全体として、本発明の様々な好ましい実施形態に係る反応器を示す。反応器１は、それに沿って構造的機能を有する管状シェル２が延びている長手方向軸線Ｘ１を含む。
管状シェル２は、上記シェルの両端に配置された第１のエンドキャップ４および第２のエンドキャップ６によって画定され、実質的に中央位置に反応コア部７を含む。一般に、シェル２内の全体積が反応体積であるが、反応が適切に行われるのは上記コア７においてである。
反応器１は、反応コア７が第１のヘッド部８および第２のヘッド部１０の間に含まれるように、第１のエンドキャップ４に対応する領域に配置された第１のヘッド部分８および第２のエンドキャップ６に対応する領域に配置された第２のヘッド部１０を含む。
反応器１を説明する前に、図９を考慮しなければならない。図９は、それによって反応器１が、どのようにして
第１の反応体積Ｖ１；および
第２の反応体積Ｖ２
を含み、
上記第１の反応体積Ｖ１が、特に、酸化剤用の出口ポート（ＯＸ‐ＯＵＴ）を通って、少なくとも１つの第１の反応物質用の入口ポート（Ｒ１‐ＩＮ）および酸化剤用の入口ポート（ＯＸ‐ＩＮ）と流体連通しており、
上記第２の反応体積Ｖ２が、少なくとも１つの第２の反応物質用の入口ポート（Ｒ２‐ＩＮ）および少なくとも１つの第２の反応生成物用の排出ポート（Ｐ２‐ＯＵＴ）と流体連通しており、更に上記第１の反応体積Ｖ１と熱交換関係にある
ことがわかる、本発明による図１の反応器の概略図である。
上記反応体積Ｖ１とＶ２は、本発明の有利な態様に従って、互いに対して同心円状に配置され；特に、第２の反応体積Ｖ２は、第１の反応体積Ｖ１の周りに配置される。この構成を得るために、一方の端部で閉じられ、反対側の端部に酸化剤用の入口ポート（ＯＸ‐ＩＮ）を有する第１の管状要素Ｔ１を、第１の反応体積Ｖ１内に配置する。上記管状要素Ｔ１の実質的に中央領域において、放射状の穴を有するディフューザによって得られる、酸化剤用の出口ポート（ＯＸ‐ＯＵＴ）を優先的に提供する。
エンドキャップ４、６の第１の領域、特に中央領域に作成される、上記ポート（Ｒ１‐ＩＮ、Ｐ１‐ＯＵＴ）を、上記管状要素Ｔ２中に配置する第１の反応体積をそれらの間に画定するように、上記体積Ｖ１は、次いで、第１の管状要素Ｔ１の周りに配置された第２の管状要素Ｔ２によって画定される。
第２の反応体積Ｖ２は、上記反応体積Ｖ２が管状形状も有し、２つの管状要素Ｔ３とＴ２の間に構成されるように、第２の管状要素Ｔ２の周囲に配置された第３管状要素Ｔ３により画定されている。上記反応体積Ｖ２は、第２の領域内のエンドキャップ４、６、特に上記中央領域と同心の帯域または環状部に設けられ、その周りに設置されているポートＲ２‐ＩＮとＰ２‐ＯＵＴと流体連通している。
第３の管状要素Ｔ３は、それが構造的機能を有し、かつ高温で水素の存在する環境で耐腐食性および耐脆化性を有し、上記反応体積自体内部の圧力の機械的作用に対する耐性を有する場合には、シェル２自体によって、その代わりに提供されてもよく、或いは酸化環境（Ｏ２）および還元環境（Ｈ２）の両方において、単に耐腐食性および耐高温性の機能を有するが、構造的機能ではない（上記管状要素Ｔ２および管状要素Ｔ１と同様に）薄壁管状要素によって、図９のように優位に提供されてもよい。従って、上記構造的強度は、完全にシェル２（およびエンドキャップ４、６）、特にシェル２を提供し、厚い壁を有する管状要素ＴＣに依存する。
その中に導入されるのが、管状要素Ｔ３上に作用する圧力の力の作用を補償する不活性加圧流体であり、管状要素ＴＣ上に順にそれらを排出するが、そのような応力に耐えるような大きさに形成する更なる体積Ｖ‐ＩＮが、管状要素Ｔ３の周りに設置されている管状要素ＴＣおよび上記管状要素Ｔ３自体の間に画定される。
基本的に、上記体積Ｖ‐ＩＮは、それが可能な高強度合金製の薄壁管状要素として上記管状要素Ｔ１〜Ｔ３を提供すること、および「大規模な」要素として、ちょうど上記管状要素ＴＣを提供することを可能にする、１種の圧力補償室を定義する。この点について、Ｄによって上記管の直径を示し、Ｓによってその厚さを示す場合は、即ち、以下のタイプの管：
厚壁管：比Ｄ／Ｓが５未満である管（これは構造的機能または耐機械的応力性の機能と共に使用することができる）、および
薄肉管：比Ｄ／Ｓが５より大きい管（一般に構造的機能またはかなりの機械的応力に対する抵抗性の機能と共に使用しない）
を定義することが可能である。
前述のように、図３および図３Ａ〜図３Ｆを参照して、第１のエンドキャップ４は、軸線Ｘ１の周りで互いに対して同軸に配置され、軸方向に互いと結合された第１のブッシュ１４および第２のブッシュ１６を含む。特に、第１のブッシュ１４は、その上に設けられるのが、すべてが軸方向Ｘ１に平行な軸を有し、互いから離れて等間隔に配置されている軸方向の穴Ｈ１８のリングである、フランジ１８を含む。上記穴Ｈ１８の中心は、軸線Ｘ１上の中心を有する円周上にある。
上記穴Ｈ１８は、（結果として、エンドキャップ４をシェル２自体に接続している）シェル２とのフランジ１８の接続を提供する固定ネジＳＣ１８を受けるために構成されている。
第１のブッシュ１４は、軸線Ｘ１の周りで互いに対して同心である穴の円形状リングを有するカラー２０を更に含む。
特に、前述の穴の中心は、軸線Ｘ１の周りで互いに対して同心である円周に沿って配置され、そして全ての上記穴自体も等しい角距離間隔で配置されるように、円周に沿って等しい角距離間隔ですべて配置されている。本明細書中に示される実施形態では、例えば図３Ｂおよび図３Ｃを参照して、両方のリングの穴が正六角形の頂点に対応する配置を有し、大径の最も外側のリングに対する参照符号２２、そして小径の最も内側のリングに対する参照符号２４によって識別される。そのような配置により、上記穴は、半径方向に一列に整列されている。穴２２のリングが前述の中央領域に同心である前述の帯域または環状部に設置され、その周りに設置されている一方、穴２４のリングは、エンドキャップ４の前述の中央領域に設置されている。
図３Ａを参照して、すべて貫通孔である（図３Ｄ）穴２２、２４は、互いに対してすべて平行であり、軸線Ｘ１に平行である軸線Ｘ２２、Ｘ２４を含む。更に、上記穴２４は、溝Ｖ２４によってカラーＣ２２から分離されている第２の内部カラーＣ２４に設けられているのに対し、上記穴２２は、環状溝Ｖ２２によってカラー２０から分離されている第１の内部カラーＣ２２に対応する位置に設けられている。カラーＣ２４はまた、カラーＣ２２に対して軸方向に凹んでいる。
異なる高さ（即ち、軸線Ｘ１に沿った異なる位置）を有する溝によって分離されたカラー上に穴のリングを設けることは、以下に説明するように、圧力、温度、および化学種に関する異なる条件によって特徴付けられている、その上に穴のリングが放出する環境間の分離を容易にするための手段を構成する。この理由は、溝とカラーとの幾何学的形状が、様々な環境間のシールを保証するために、より簡単にガスケットなどの設置を可能にするからである。
最後に、第１のブッシュ１４は、軸線Ｘ１と同軸であり、入口ポートＯＸ‐ＩＮを提供するコネクタを受容するように構成されている中央の貫通孔２６、好ましくはネジ山を付けた貫通孔によって完成される。
第２のブッシュ１６（図３Ｅ〜図３Ｆ）に関して、実質的に円筒形状を有し、軸線Ｘ１を共有する３段円錐形スルーキャビティ２８が設けられている。上記３段円錐形スルーキャビティは、全て円錐形状を有し、全てネジ山を付けた区間に隣接する、第１の肩部３０、第２の肩部３２、および第３の肩部３４を含み、
ネジ山を付けた区間３０Ｔは肩部３０に先行し、
ネジ山を付けた区間３２Ｔは肩部３２先行し、および
ネジ山を付けた区間３４Ｔは、肩部３４に続く。
また、ネジ山を付けた区間３４Ｔに隣接して配置されているのは、軸線Ｘ１を共有する中央貫通孔３６であり、ブッシュ１４上に穴２６を形成するように構成されている。また、ブッシュ１６上に設けられたのは、穴３８、４０の更なる２つのリングであり、第１のブッシュ上の上記穴３８の中心が、上記穴４０が配置され、もう一度等間隔に配置された円周の直径より大きい直径の円周に沿って等間隔で配置される。
上記円周の両方が軸線Ｘ１に同軸であり、本実施形態において、上記穴３８および４０は、ブッシュ１４上の穴２２および２４として、それぞれ、同じ位置に正六角形の頂点に配置されている。特に、すべての穴３８は、対応する軸線Ｘ２２および穴２２と同軸であり、すべての穴４０は、対応する軸線Ｘ２４と穴２４と同軸である。
上記穴３８および４０は、ブッシュ１６に対する貫通孔であり、第２の穴４０が円錐形肩部３２の足元に放出する一方、第１の穴３８は、第１の円錐形肩部３０の足元に放出する。
上記穴３８および４０は、穴２２および２４に結合しなければならないので、それぞれ内部カラーＣ２２、Ｃ２４を受容するように構成された溝Ｖ３８、Ｖ４０で形成される。
図４および図４Ａ〜図４Ｈを参照して、第２のエンドキャップ６について説明する。
第２のエンドキャップ６は、第３のブッシュ４２、第４のブッシュ４４、第５のブッシュ４６、およびセンタリングピン４７を含む。全ての前述のコンポーネントは、記載された様式に従って互いに接続されるように配置され、軸線Ｘ１と同軸である。
ブッシュ４２（図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃ）は、フランジ４８およびカラー５０を含む。上記フランジ４８は、軸線Ｘ１に平行なそれらの軸線を有する、等しい角距離間隔で配置され、参照符号Ｈ４８で示された軸方向貫通孔のリングを含む。上記穴４８は、エンドキャップ６をシェル２に固定する手段によって、固定ネジＳＣ４８を受容するように構成される。
上記カラー５０において、図４Ａ、図４Ｂ、および図４Ｃを参照して、同心の円周に沿って配置され、異なる直径を有する穴の２つのリングが提供される。特に、上記カラー５０は、上記カラー５０自体に対して浮き彫りにした内部カラーＣ５２と、環状溝Ｖ５２によってカラーＣ５２から離間した中央の円形突起５４とを含み、すべての構成要素が軸線Ｘ１に同軸である。
参照符号５６を有し、等しい角距離間隔で配置された中心を有する第１の円周に沿って配置され、正六角形の頂点に位置する穴の２つのリングの内の第１のリングが、上記カラーＣ５２中に設けられている。上記穴５６の軸線は、参照符号Ｘ５６によって示される。
中央レリーフ５４においては、その代わりに、正六角形の頂点に軸線Ｘ１を共有する円周上に等しい角距離間隔で配置された中心も有し、かつその上に穴５８が存在する円周が、その上に穴５６が存在する円周よりも小さい直径を有する第２のセットの穴５８が提供される。穴５６と５８は、等しい角距離間隔で配置されていることに加えて、貫通孔（図４Ｄ）であり、図４Ｂおよび図４Ｃの平面図から分かるように、更に半径方向に整列されている。
図４に見られるように、上記穴５６は、少なくとも１つの第２の反応生成物用の出口ポートＰ２‐ＯＵＴを提供する。穴５８は、その代わり、参照符号Ｒ１‐ＩＮによって示される少なくとも１つの第１の反応物質用の入口ポートを提供する。
第４のブッシュ４４（図４Ｅおよび図４Ｆ）は、外部円錐形肩部６０、上記肩部６０よりも小さい直径を有する内部円錐形肩部６２、および実質的に上記円錐形肩部６０に対応する位置に（内部に）設置された環状肩部６４を含む。上記肩部６４は、上記肩部６４に隣接する雌ネジ６６Ｔである上に設けられた筒状スルーキャビティ６６まで存在する。上記キャビティ６６は、上記ブッシュ４４の全体の軸方向延長部を横断し、上記キャビティまで存在するのは中央レリーフ５４であり、更にその一部を形成するのは上記肩部６２である。
環状溝６７は、ブッシュ４２に面するブッシュ４４の一方の端部に設置され、特にカラーＣ５２と適合した形状を提供するために構成された環状の溝である。
上記エンドキャップ４と同様、穴が反応器１の作業ポートに対応して設けられている浮き彫りにした溝とカラーの配列の提供により、もちろんシール用ガスケットを提供することが有利である限り、上記ポートが接続されている異なる環境の分離を可能な限り可能にする。
これに関連して、環状溝６７内に設けられたのは、上記穴６５が上記穴５６と同軸に配置されており、上記ブッシュ４２との結合時にそれらの間に連続性を形成することができるような方法で（この理由のため、上記穴６５および５６は、同じ直径を有する）、上記溝６７内および上記キャビティ６６内に存在し、その上に上記穴５６の中心が存在する円周と同じ直径を有する円周上に配置された軸方向貫通孔６５である。
第５のブッシュ４６は、実質的に円筒形状を有し、円錐形肩部６２に関係するように構成された円錐形肩部６８およびカラー５４を受容し、それに適合する形状を形成するように構成されたカラー７０を含み、その中心が、その上に上記穴５８の中心が存在する円周と同じ直径を有する円周に沿って等しい角距離間隔で配置された複数の軸方向貫通孔７４を更に含む。
このように、穴７４が軸線Ｘ５８に対して同軸であるので（およびそれらが穴５８と同じ直径を有するので）、単一の通路を提供するように、それらと穴５８自体との間に連続性が提供されている。ブッシュ４６は、円錐形肩部６８からカラー７０が配置されているものと反対側のブッシュ４６の端部に延びる雄ネジ７７によって完成される。
上記穴７４を、上記肩部７２を収容する上記キャビティの周りの、上記カラー７０上および上記ブッシュ４６の反対側の端部に配置する。
最後に、センタリングピン４７は、エンドキャップ６をシェル２に取り付ける場合、上記肩部７２に関係するように構成された円錐形ヘッド７６を有する。
図５Ａ〜図５Ｃに示すように、管状要素Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３を、本発明の好ましい実施形態において以下に説明する。
図５Ａを参照すると、管状要素Ｔ３は、順にすべてが薄肉管状要素として設けられた、第１の部分７８、第２の部分８０、および第３の部分８２を含む。上記部分７８は第１のエンドキャップ４と結合するように構成されており、上記部分８０は反応コア７に対応する位置に設置されるように構成されているのに対し、第３の部分８２は上記エンドキャップ６と結合するように構成されている。
第１の部分７８は、雄ネジＴ８４を有する円錐形ヘッド８４およびネジ付きカラー８６を含む。第２の部分８０は、雌ネジを有する端部８８、および上記端部８８と反対側のネジ付きカラー９０を有する端部を含む。最後に、上記部分８２は、雌ネジを有する第１の端部９２および雄ネジ９４を有する第２の端部を含む。
図５Ａの概略図からわかるように、上記端部９２をカラー９０にネジで取り付け、上記端部８８をカラー８６にネジで取り付ける。
図５Ｂを参照すると、第２の管状要素Ｔ２はまた、すべて薄肉管状要素として順に提供される３つの部分から構成されている。３つの部分は、第１の部分９６、第２の部分９８、および第３の部分１００を含む。
第１の部分９６は第１のエンドキャップ４に結合するように構成され、上記部分１００は第２のエンドキャップ６に結合するように構成されているのに対し、上記部分９８は上記部分９６および１００の間の中間位置および上記反応コア７に収容されるように構成されている。このために、上記部分９６は、エンドキャップ４と結合するように構成された雄ネジを有する端部１０２、および雌ネジを有する第２の端部１０４を含む。
上記部分９８は、雄ネジを有する第１の端部１０６および雌ネジを有する第２の端部１０８を含む。第３の部分１００は、雄ネジを有する第１の端部１１０および雌ネジを有する第２の端部１１２を含む。上記端部１１０を上記端部１０８に結合し、単一の管状要素Ｔ２を画定するように上記端部１０６を上記端部１０４に結合するのに対し、上記端部１０２および１１２を、それぞれのエンドキャップ４、６に結合する。
最後に、図５Ｃを参照して、上記管状要素Ｔ１は、第１の部分１１４、第２の部分１１６、および第３の部分１１８を含む薄壁管状要素の３つの部分から構成される。前述の部分を、ネジ接続によって互いと結合して、単一の管状要素を画定する。しかしながら、管状要素Ｔ２とは異なり、上記要素Ｔ１は、上記要素Ｔ３のように、第１のエンドキャップ３に結合される端部で見えないことに留意すべきであり；特に、円錐形の肩部１２１を有し、エンドキャップ４自体に結合される端部で見えない円錐形ヘッド１２０を提供する。上記要素１１４の反対側の端部で、雌ネジを有するカラー１２２を提供する。上記部分１１６は、雄ネジ１２４有する端部、酸化剤用の出口ポートＯＸ‐ＯＵＴを提供する有孔円筒壁１２５、および雌ネジ１２６を有するカラーが設けられた第２の端部を含む。
最後に、上記部分１１８は、雄ネジを有する第１の端部１２８、および雌ネジ付きカラーを有する第２の端部１３０を含む。上記端部１２８および１２６と１２４および１２２とを互いに結合して単一の管状要素を画定するのに対して、上記端部１２０および上記端部１３０をそれぞれ、エンドキャップ４および６に結合する。
図６を参照して、上記要素１１４の円錐形ヘッド１２０（図６Ａ）、カラー１２２、またカラー１２６および１３０も同様に（図６Ｂ）、並びに上記ポートＯＸ‐ＯＵＴを提供する穴Ｈ‐ＯＸを有する有孔壁１２５を、より詳細に理解することができる。
図７を参照して、シェル２を提供する管状要素ＴＣをここに説明する。管状要素Ｔ１〜Ｔ３のように、上記管状要素ＴＣは、好ましくは、３つ（いくつかの実施形態では３つ以上）の異なる部分の結合によって得られる。しかしながら、シェル２を提供する管状要素ＴＣは厚肉であり、そしてすべての厚肉の管状要素として設けられた第１の部分１３２、第２の部分１３４、および第３の部分１３６を含む。
第１の部分１３２は、その内側にネジＳＣ４２が係合する軸穴のリングを含む第１のカップ状端部１３８を含む。上記部分１３２は、軸方向貫通孔のリングがまた設けられている、反対側の端部にフランジ１４０を更に含む。
反応コア７に配置されるように構成されている上記部分１３４は、フランジ１４０内およびカップ状の端部１４２内の穴を通過する固定ネジが上記要素１３２を上記要素１３４に固定するような方法で、フランジ１４０上の穴と、同じ配置および同じサイズを有し、同じ数である軸穴のリングがまた設けられているカップ状の端部１４２を含む。
反対側の端部に、上記部分１３４は、軸方向貫通孔のリングがまた設けられている上記フランジ１４０と同一のフランジを含む。
最後に、上記部分１３６は、固定ネジが、フランジ１４４の穴を通過し、上記部分１３４を上記部分１３６に固定するためのカップ状の端部１４６の穴に係合する、上記フランジ１４４上の穴と同じ数であり、同じ位置および同じサイズを有する放射状穴のリングを備えたカップ状の端部１４６を含む。
反対側の端部において、上記部分１３６は、上記端部１３８と同様の構造を有し、その内側にネジＳＣ４２が係合する軸穴のリングが設けられている第２のカップ状端部１４８を含む。
第１の部分１３２と第３の部分１３６の両方は、軸線Ｘ１に投射する軸線を有し、前述の体積Ｖ３に導入される不活性流体用の入口ポート（１４９ＩＮ）および排出ポート（１４９ＯＵＴ）を提供する、カップ状端部１４８のすぐ近くに一方およびカップ状端部１３８のすぐ近くに他方である、それぞれ１対の穴１４９ＯＵＴおよび１４９ＩＮを含む。
最後に、図８Ａおよび図８Ｂを参照して、各熱調整ユニット１２を以下に詳細に説明する。
熱調整ユニット１２は、２対のハーフジャケットによって包囲された円筒状コイル１５０を含む。上記コイル１５０は、サーモベクトル流体の流路として機能する。このコイルを、反応器の温度プロファイルを調整するために使用する。特に、開始段階では、温度値を定常状態の動作に適切な値にするための加熱要素として使用するのに対して、定常状態では、反応器のヘッド部を冷却するのに役に立つ。
特に、各対のハーフジャケットは、両方共にコイル１５０を構成する巻きと適合する形状のために構成される波状面を設けられた、外側ハーフジャケット１５２および内側ハーフジャケット１５４を含む。
図８Ｂに見られるように、コイル１５０を包囲する上記ジャケットは、２つのハーフジャケット１５４と２つのハーフジャケット１５２の結合により得られた２つの筒状体から構成されている。優先的に、ハーフジャケット１５４は、高い熱伝導率を有する材料、例えば銅から形成されているのに対して、ハーフジャケット１５２は、ちょうどコイル１５０および反応器１のヘッド部の間の界面への熱交換を制限するために、断熱材から形成されている。
前述した全ての図面を用いて、反応器１の組立およびその結果としての反応物質の様々な体積の処理の定義を簡単に説明する。
図５を参照して、管状要素Ｔ１、Ｔ２およびＴ３は、図５Ａ、５Ｂ、および５Ｃにより、破線として表された延びる軸線Ｘ１によって識別される取り付けの計画に従って、順に一方が他方の内側に配置されている（Ｔ２の中のＴ１、およびＴ３の中のＴ２）。各管状要素Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の種々の部分は、前述のように一緒に組み立てられ、そして管状要素Ｔ１は管状要素Ｔ２中に軸方向に挿入され、この２つの要素の集合体を管状要素Ｔ３内に軸方向に挿入する。
組み立てられた構成において、図３および図４も参照して、円錐形ヘッド１２０は、円錐形ヘッド８４に対応する位置を占め、雄ネジを有する上記端部１０２が上記ヘッド８４および１２０に対応する位置にもある。代わりに、反対側の端部に、上記端部９２、１１２および１３０が配置されている。上記ヘッド８４および１２０並びに上記端部１０２の集合体は、特に第１のエンドキャップ４に対応する位置を占めるのに対して、上記端部９２、１１２および１３０の残りの集合体は、第２のエンドキャップ６に対応する位置を占める。
第２のエンドキャップ６は、軸線Ｘ１に沿って図４Ａの分解図に表示された構成要素を結合することによって、特にカラーＣ５２と環状溝６７、カラー７０とキャビティ６６と中央突起５４、肩部６８と肩部６２、そして最後に円錐形ヘッド７６と肩部７２との間の結合を達成することによって、組み立てられる。
この条件は、図４に見ることができる。このように組み立てられた上記エンドキャップが端部１３８に取り付けられ、かつネジＳＣ４８は、フランジ４８を上記端部１３８自体に取り付ける。上記端部１３０は、次いで、その外面がネジ切りされている、ピン４７にネジ止めされ、上記端部１１２は雄ネジ７７上にネジ止めされているのに対して、上記端部９４は雌ネジ６６Ｔ内にネジ止めされている。
図４を参照して、上記穴１４９ＯＵＴが、管状要素ＴＣの内壁で体積Ｖ‐ＩＮを画定する管状要素Ｔ３の外壁上に配置されることは注目すべきである。管状要素Ｔ３の内壁は管状要素Ｔ２の外壁に面して設置されて体積Ｖ２を画定するのに対して、管状要素Ｔ２の内壁は管状要素Ｔ１に面して設置されて体積Ｖ１を画定する。エンドキャップ６に対応する位置に配置された管状要素Ｔ１の端部は、更に上記ポートＰ２‐ＯＵＴ（体積Ｖ２）およびＲ１‐ＩＮ（体積Ｖ１）と連通するすべての他の端部とは異なり、上記ピン４７によって更に見えなくなる。
反対側の端部において、第１のエンドキャップ４は、軸線Ｘ１に沿って図３Ａの分解図に表示された構成要素を結合することによって、特に溝Ｖ３８、Ｖ４０をレリーフＣ２２およびＣ２４並びに穴２２、２４および３８、４０（上記穴は、次の図３Ｂ〜図３Ｆにおいて見える）と嵌合させることによって、組み立てられる。
円錐形ヘッド１２０は、管状要素Ｔ１が穴３６および２６と上記ポートＯＸ‐ＩＮによって形成された配列と流体連通するように、上記肩部３４上に収容される。管状要素Ｔ２の端部１０２は、代わりに、ネジ山３２Ｔに取り付けられるのに対して、円錐形ヘッド８４は上記肩部３０に対して収容され、対応するネジ山Ｔ８４によってネジ山３０Ｔに取り付けられているのに対し、管状要素Ｔ２の端部１０２は、代わりに、ネジ山３２Ｔに取り付けられる。
ネジＳＣ１８は、次いでエンドキャップ４をシェル２に対して、特に上記端部１４８に対して押し詰める。管状要素Ｔ１の反対側の端部に円錐形ヘッド１２０および円錐形ヘッド７６を同時に設けることにより、管状要素Ｔ１自体の軸方向のセンタリングおよび予圧を可能にすることは留意すべきである。
更に、円錐形肩部の提供により、要素の集合体のセンタリングおよび軸方向の予圧の両方に役立つ。エンドキャップ３では、すべての体積およびすべての管状要素は、外部環境と連通している。特に、体積Ｖ３は、ポートＩ‐ＩＮを供給する穴１４９‐ＩＮによって外部環境と連通しており；体積Ｖ２は、体積Ｖ２中に配置し、順に上記ポートＲ２‐ＩＮを供給する穴４０および２４の配列により、外部環境と連通しており；最後に、体積Ｖ１は、ポートＰ１‐ＯＵＴと流体連通する穴３８および２２の配列により、外部環境と流体連通している。管状要素Ｔ１の内側の体積は、代わりにポートＯＸ‐ＩＮと連通している。
基本的に、組み立てに続いて反応器１が得られ、シェル２は、第１のエンドキャップ４および、その反対側端部に配置された第２のエンドキャップ６によって軸方向に画定され、
第１のエンドキャップ４が、シェル２の長手方向軸線Ｘ１と実質的に同軸である位置の前述の酸化剤用の入口ポートＯＸ‐ＩＮ、上記酸化剤用の入口ポートＯＸ‐ＩＮの周りに環状に配置され、少なくとも１つの第２の反応物質用の上記入口ポートＲ２‐ＩＮを画定する（対で同軸であり、互いに流体連通している）第１の複数の通路チャネル２４、４０、および（順番により小さい直径の円周に沿って環状に配置された）上記第１の複数の通路チャネル２４、４０の周りに環状に配置され、少なくとも１つの第１の反応生成物の出口ポートＰ１‐ＯＵＴを画定する（対で同軸であり、互いに流体連通している）第２の複数の通路チャネル２２、３８を含み、実質的に共有する位置に前述の酸化剤用の入口ポートＯＸ‐ＩＮを含み；上記第１の複数の通路チャネル２４、４０および第２の複数の通路チャネル２２、３８が互いと熱交換関係にあり、
第２のエンドキャップ６が、シェル２の長手方向軸線Ｘ１の周りに環状に配置され、少なくとも１つの第１の反応物質用の上記入口ポートＲ１‐ＩＮを画定する（対で同軸であり、互いに流体連通している）第３の複数の通路チャネル５８、７４、および上記第３の複数の通路チャネル５８、７４の周りに環状に配置され、少なくとも１つの第２の反応生成物の入口ポートＰ２‐ＯＵＴを画定する（対で同軸であり、互いに流体連通している）第４の複数の通路チャネル５６、６５を含み；エンドキャップ６が作られる熱伝導性材料のため、上記第３の複数の通路チャネルの複数の通路チャネルおよび第４の複数の通路チャネル５６、６５が更に互いと熱交換関係にある。
熱調整ユニット１２は、上記端部１４８および１３８の近傍の上記部分１３２および１３６の外側、即ち、エンドキャップ４および６の近傍に取り付けられている。いくつかの実施形態において、上記熱調整ユニット１２は省略してもよく、またはそうでなければ反応器１の２つのヘッド端部の一方にのみ設けられてもよい。
最後に、図２を参照して、反応コア７の周囲に（電気タイプのものであっても、または一般的に任意の性質のものであってもよい）熱交換器ＨＴを、反応コア７自体を動作温度付近の温度にするために出発段階でのみ用いる。定常状態では、供給された廃棄物の種類および化学組成に応じて、熱交換器ＨＴは、ガス化反応を維持するために必要な余剰熱を供給するために必要な熱流を運ぶことができる。
反応器１の動作は以下に記載されている。
反応器１は、機能的にその中で超臨界水中での酸化反応および超臨界水中でのガス化反応を同時に得ることができる複合反応器である。超臨界水中での酸化反応は、体積Ｖ１内で行われ、上記ポートＲ１‐ＩＮにより供給される少なくとも１つの第１の反応物質Ｒ１および上記ポートＯＸ‐ＩＮにより供給される酸化剤を含む。超臨界水中でのガス化反応は、その代わりに、体積Ｖ２内で行われ、上記ポートＲ２‐ＩＮにより供給される少なくとも１つの第２の反応物質Ｒ２および超臨界水中での酸化反応は発熱性であるという事実による体積２への入口における熱流を含む。
また、体積Ｖ‐ＩＮに侵入し、穴１４９ＯＵＴを通って出る、穴１４９‐ＩＮを通る不活性加圧流体の連続的な流れを反応器１に供給する。体積Ｖ‐ＩＮ内の不活性流体の機能は、システム内に存在する圧力を補償し、それにより、その内部の現象により中間壁（Ｔ３）上の機械的応力の外部からの補償を可能にすることである。次いで、これが２次的態様を構成することなく、体積Ｖ‐ＩＮ中の不活性流体が、シェル２の内壁の腐食からの保護を提供する。
反応体積Ｖ１およびＶ２内の圧力は、流れＲ１‐ＩＮおよびＲ２‐ＩＮの循環システムが、循環ネットワーク自体の特性と共に、流れＲ１‐ＩＮとＲ２‐ＩＮを加圧する、操作圧力に起因する。この圧力は、上記循環システム自体によって、および反応器１の流体力学的下流に設置された熱膨張バルブによって維持される。管状要素Ｔ３およびＴ２は、耐高温性、耐腐食性、および酸化および還元環境における材料の脆化現象に対する耐性を有するように、好ましくはチタン合金から形成されるが、薄壁要素である。それらは、実際には、単に熱侵入や腐食を支援するために設計されているが、主要な構造荷重に耐えられない。この理由のため、様々な体積の同心配置により、体積Ｖ１内に存在する圧力は、超臨界水中でのガス化反応の間に体積Ｖ２内に存在する圧力によって補償される。
体積Ｖ２内に存在する圧力は、更に体積Ｖ‐ＩＮ内の不活性流体の圧力によって補償される。管状要素Ｔ２およびＴ３の壁をまたぐ圧力の自己補償のこのメカニズムは、それらが間違いなく課せられた応力に耐えることを可能にする。
構造強度のすべての効果に対する作用である補償の最終的な作用は、シェル２により、および厚壁であり、鋼製である管状要素ＴＣによって提供される。上記シェル２は、それゆえ、それ自体の構造強度により、および外部の大気圧の相対的な寄与によって補償される、体積Ｖ‐ＩＮ内の圧力の作用に耐えなければならない構造要素の機能を委ねられている。
従って、体積Ｖ‐ＩＮの提供により、明細書の記載の最初に挙げた初期の技術的欠点を解決することを可能にする。特に、（熱的性質および水素Ｈ２の存在による）腐食および脆化に対する耐性の機能、並びに純粋かつ単純な格納体積の構造強度の機能からの純粋かつ単純な反応体積の機能を分割することが可能である。上記第１の機能は、管状要素Ｔ１〜Ｔ３に起因する一方で、第２の機能は、シェル２を構成する管状要素ＴＣに起因する。管状要素Ｔ１〜Ｔ３を製造するのに必要な高価なチタンおよび／またはニッケル‐クロム合金が、より少ない量の製造される材料を必要とする薄壁要素の製造に適用することができる限り、これはかなりの経済的節約を表す。反応容器１の経済的競争力のかなりの増加に伴って、その代わりに、より安価な構造用鋼を効果的に構造的機能を有する構成要素のためにのみ使用する。
操作の典型的な例を、以下に説明する。
酸化剤（例えば、酸素だけでなく、空気、その中に溶解した酸素を有する水、過酸化物など）の流れは、上記ポートＯＸ‐ＩＮを通って管状要素Ｔ１の中に浸透する。このことから、酸化剤は、酸化剤のディフューザ（機能上、酸化剤用出口ポート）を提供する上記穴Ｈ‐ＯＸを通って上記体積１内に広がる。同時に、上記体積Ｖ１は、上記ポートＲ１‐ＩＮを通過する少なくとも１つの反応物質の流れによって侵入される。例えば、この少なくとも１つの反応物質は、危険性有機廃棄物の水溶液であってもよい。また同時に、例えば、有機廃棄物の水溶液によって再び構成される、少なくとも１つの第２の反応物質の流れは、上記ポートＲ２‐ＩＮを通って入り、上記穴２４および４０の配列を横切り、上記体積Ｖ２に侵入する。
当業者は、少なくとも１つの第１の反応物質の流れおよび少なくとも１つの第２の反応物質の流れが互いに対して向流であることを理解するであろう。特に、（Ｒ１‐ＩＮからＰ１‐ＯＵＴへの）少なくとも１つの第１の反応物質の流れは、エンドキャップ６からエンドキャップ４に進む一方、（Ｒ２‐ＩＮからＰ２‐ＯＵＴへの）少なくとも１つの第２の反応物質の流れは、エンドキャップ４からエンドキャップ６に進む。更に、この実施形態ではまた、管状要素Ｔ１中に流れる酸化剤は、上記少なくとも１つの反応物質の流れに対して向流である。
向流の流れを有する選択により、プロセスの効率を最大化することを可能にし、最小エネルギー消費を有する超臨界条件の水を得るのに更に機能的である。上記ポートＲ１‐ＩＮを通って浸透し、体積Ｖ１に侵入する水溶液を、上記穴７４および５８のすぐ近くに位置する上記穴６５および５６中を通過する、上記ポートＰ２‐ＯＵＴを通って出る高温のガス状生成物の間のエンドキャップ６内の熱交換の結果として最初に予備加熱する。
続いて、ヘッド部１０（図１）に対応する区間内の体積Ｖ１中のこの溶液を、さらに体積Ｖ２中の電流循環により上記壁Ｔ２を介して予備加熱する。このように、この溶液は、既に超臨界であり、このように上記ポートＯＸ‐ＯＵＴから出る酸化剤と反応することができる条件下で反応コア７に到達し、著しく発熱性である超臨界水中での酸化反応を生じさせる。超臨界水中での酸化反応の生成物は、次いで、体積Ｖ２内を循環する電流に熱を生じ、上記ポートＰ１‐ＯＵＴを通って、反応器１を離れる、即ち、エンドキャップ４中の穴３８および２２の配列を横切る。ここで、上記ポートＲ２‐ＩＮを通って体積Ｖ２に向かって流れる少なくとも１つの第２の反応物質の流れへの熱エネルギーの移動がある。
この流れは、少なくとも１つの第２の反応物質を構成する上記水溶液を形成する水が、体積Ｖ２に入ること、上記ヘッド部８に対応する区間に沿って通過すること、および
既に超臨界条件である反応コア７に到達するように予備加熱することを可能にする、穴２２および３８のすぐ近くにある上記穴２４および４０の配列中を、実際に通過する。その顕著な発熱性のために、上記体積１内の超臨界水中での酸化反応はかなりの量の熱エネルギーを放出し、（近接して、熱交換器に向流の流れを提供する）穴２４および４０の配列並びに穴２２および３８の配列の間と同様、その管状要素Ｔ２の壁および体積Ｖ２の間に熱交換が存在するという事実により、体積Ｖ２内の流体に移され、従って超臨界水中でのガス化反応を誘発するために必要な熱を供給する。
超臨界水中でのガス化反応の生成物は、前述した様式に従って、エンドキャップ６を通って、反応器１を出て行く。反応器のヘッド部８、１０内に熱調整ユニット１２を設けることにより、反応器の高温領域を実質的に反応コア７に限定する優れた効果を有するが、特にエンドキャップ４近傍の反応器のヘッドに関して、反応器内の温度の低下は、反応器１の底部における制御されない析出を防止し、その結果、エンドキャップ４上に設けられた上記ポートの目詰まりを防止する、酸化およびガス化反応中に放出される鉱酸の塩の水中への溶解度を改善する。更に、この温度の低下によって、より低品質で、従って、より安価な材料の、また反応器１の上記ヘッドにおける使用を可能にする。
従って、上記反応器１は、明細書の最初に記載した課題をすべて解決することを可能にすると、当業者は認識する。最初に、体積Ｖ‐ＩＮを設けることにより、構造強度の機能と耐腐食性の機能の分割の問題を解決する。冷却ユニット１２を設けることにより、反応器の作業ポートの目詰まりの問題を解決し、同様に、単なる並置を超える方法でそれらを統合し、特にエネルギーへの影響を最小限に抑え、効率を最大化するために、一方および他方の特性を相乗作用的に利用する、超臨界水中の酸化反応および超臨界水中のガス化を同時に提供することができるように工程全体を競合的なものとする。
反応器１の幾何学的形状、特に反応器に対して中央位置での酸化反応が行われる体積Ｖ１の配置、および酸化のための反応物質（少なくとも１つの第１の反応物質）を上方から導入する選択により、存在するかもしれない固体粒子を重力によって上から下に反応器全体を横断させる。
また、反応器１のコアの外側部分に（ガス化反応が行われる）体積Ｖ２を配置する選択、および含まれる放射状の障害物を配置する選択により、上方への灰の輸送を可能にする。
しかしながら、反応器を装備する種々の技術的解決策は、原則として互いに独立して提供されてもよく、全てではないが、一つ以上の反応器１の利点を提供し、より複雑でないシステムにおいて反応器として、または複雑なシステムおよび複雑でないシステムにおいて、いくつかの化学種のための部分的な反応器として使用するために適している、単独でより複雑でない反応器の主部を形成することに留意すべきである。
これらの反応器の例を、図９〜図１１に示す。
図９は、反応器１の動作に対応する原理図であるが、調整ユニット１２を含まない。もう一度、管状要素ＴＣおよびＴ３を一致させることによって、図９の反応器を提供することができ、従って圧力補償室として機能する体積Ｖ‐ＩＮを排除する。
図１０の反応器は、代わりに、その周りを画定するのが体積Ｖ‐ＩＮである、管状要素Ｔ＊によって提供される単一の反応体積Ｖ＊が存在する参照符号１’によって示される反応器である。体積Ｖ‐ＩＮに、前述の圧力補償を提供する加圧不活性流体が導入される。
反応器は、冷却ユニット１２（それらが配置される端部に係る１つ以上）が装備され、主に沈殿した塩の析出によって反応器自体の目詰まりのリスクを最小限に抑えることを目的とする。この理由のため、反応器１'の本質的な機器は、単に、冷却ユニット１２で表される一方、圧力補償室はそれ自体、任意であるとみなしてもよい。
最後に、図１１の反応器は、参照符号１”によって示され、その中に不活性加圧流体（体積Ｖ‐ＩＮ）が導入される必須機器としての補償チャンバを有する。この場合、その中で超臨界水中での酸化反応およびガス化が同時に起こる反応体積を同時に提供すること、並びに熱調整ユニットを提供することの両方は、任意であるとみなしてもよい。
これに関連して、反応器１は、必要に応じて図９〜図１１の様々な構成に適応するために取り外し可能および／または交換可能な構成要素を備えていてもよい。
これらのニーズを以下に挙げる（これは完全なリストを構成するものではない）：
超臨界水中の酸化反応および超臨界水のガス化の同時発生、圧力補償室と熱調整ユニットは任意の特徴である、図９の反応器によって満たされるニーズ；
ヘッド部の片方または両方での温度を下げて、反応水中の鉱酸の塩の溶解度増加する、高温領域を反応器（反応コア）の中央部に集中する、熱調整ユニットの提供による反応器のポートの目詰まりのリスクの最小化、図１０の反応器１'によって満たされるニーズ；および
構造シェルおよび反応体積を収容するシェルの間への圧力補償室の提供による構造強度の機能からの熱的および化学的性質のストレス耐性の機能の分離、図１１の反応器１"によって満たされるニーズ。
上記ニーズは、実際には１つのニーズを満たすことによって設定された制約は、他のニーズを満たすことに由来する制約を超えて流行っていることを証明することができることを、それによって意味する、集約した方法および別の方法の両方に存在してもよい。
反応器１は、例えば、本出願人の名義で出願されたイタリア特許出願第１０２０１５００００１１６８６号に記載されたものなど複雑なシステムでの使用に適している。この場合には、反応器１は、そこに記載された少なくとも超臨界水中での酸化用反応器の機能および超臨界水中でのガス化用反応器の機能を同時に行う。前述のイタリア特許出願を参照して、超臨界水中での酸化反応器および超臨界水中でのガス化反応器に適切な場合には、２つの反応器が存在する。超臨界水中での酸化反応器から超臨界水中でのガス化反応器に熱エネルギーを伝達する少なくとも１つの水流は、連続して２つの反応器を横断する（熱集中形）。更に、超臨界水中での酸化反応器を通っておよび超臨界水中でのガス化反応器を通って平行に流れる、廃棄物の少なくとも２つの有機流れを、それらの特性に従って、一方または他方の反応器へ選択的に廃棄物のこれらの有機流れのそれぞれを選択的に送るように供給する。
対応を提供するために、本発明に従って、上記水流が体積Ｖ２と体積Ｖ１を通って連続して流れる。これらの体積は、同時に廃棄物の少なくとも２つの有機流れにより、その特性に従って、特に上記流れ自体のガス化能力に関して、２つの体積Ｖ１、Ｖ２の一方または他方へと廃棄物の各有機流れを選択的に送ることによって、体積Ｖ１（超臨界水中での酸化）を通るおよび体積Ｖ２（超臨界水でのガス化）を通る平行な流れを供給される。
しかしながら、より複雑でないシステムおよび／または部分反応のための反応器の場合、構造強度の機能および熱化学的攻撃に対する耐性の機能を分離する必要性、または反応器の底への塩の沈殿を防止する必要性、または同時に２つの反応（異なる反応または連続した段階の１つの反応および同じ反応）を収容する場所の必要性が、より差し迫った状態になるかもしれない。このような状況にあった場合に、具体的な必要性を満たすために、（おそらく互いと組み合わせて）図１１、１０および９の反応器が動作し始めるのは、このような理由のためである。
最後に、本発明に係る反応器１の更なる利点は、熱エネルギーは、軸方向および半径方向の両方に伝搬するということに注目すべきである。これにより、長手方向および半径方向の両方において、反応コアの中心を加熱し、壁を冷却するという結果をもたらす。これにより、既に述べたように、耐熱性の観点から、より低品質の材料の使用を可能とする。
もちろん、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、それによって本発明の範囲から逸脱することなく、構成の詳細および実施形態は本明細書中に記載および例示されたものに関して広く変化してもよい。
これに関連して、図９Ａ〜図９Ｃを参照して、本明細書中に示される実施形態により、図面自体に示されたタイプの（または燃焼用剤の）酸化剤のための供給システムを提供されていてもよい。
このシステムの基礎となる特性は、酸化反応が起こる第１の反応体積Ｖ１への入口で酸化剤／燃焼用空気の注入点を変化させる可能性がある。
特に、本発明者らは、処理流れ（Ｒ１‐ＩＮ、Ｒ２‐ＩＮ）に対して不変である反応器内の最高温度を保証するために、操作状態は変わるので、どのように異なる高さで酸化剤／燃焼用剤（空気）を供給することが必要であるかに注意している。上記プロセスのために、（単独で、燃焼用空気の大きな流れを必要とする）酸化される流れＲ１‐ＩＮの増加に直面して、酸化によって発現されるより大きな熱出力を吸収することができるように、気化される分散液の流れＲ２‐ＩＮも増加させる必要がある限り、酸化チャンバ（体積Ｖ１）中およびガス化チャンバ（体積Ｖ２）中を循環する流れは互いに対してほぼ正比例の関係にある。
特に、本発明者らは、流れＲ１‐ＩＮ、Ｒ２‐ＩＮの増加に伴って、酸化剤／燃焼用剤のより大きな流れを均一におよびより大きな体積に分配させるために、酸化剤／燃焼用剤の注入点を入口点ＯＸ‐ＩＮに接近させる必要があることに注意している。
前述されたものを達成すると確認された解決策は、管状要素Ｔ１の図９Ａおよび図９Ｂに模式的に示された管状要素の集合体との交換からなる。特に、上記管状要素Ｔ１を、管状要素Ｔ１‐０が上記要素Ｔ１‐０と類似（または、いくつかの実施形態では、同じ）である、軸方向の発現に関する上記全て、５つの別個の管状要素Ｔ１‐０、Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４によって置き換えられる。
特に、上記要素Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４の各々は、酸化剤の入口ポートＯＸ‐ＩＮにおける第１の端部（それ自体、対応する管状要素のための酸化剤のそれぞれの入口ポートを提供する）、並びに酸化剤用のそれぞれの出口ポートＯＸ‐ＯＵＴ１、ＯＸ‐ＯＵＴ２、ＯＸ‐ＯＵＴ３、ＯＸ‐ＯＵＴ４を画定する第２の端部を含む。
それぞれ更なる管状要素Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４の、酸化剤用の出口ポートＯＸ‐ＯＵＴ１、ＯＸ‐ＯＵＴ２、ＯＸ‐ＯＵＴ３、ＯＸ‐ＯＵＴ４は、第１の管状要素Ｔ１‐０の軸方向長さに沿った異なる位置を占める。
管状要素Ｔ１と同様に、管状要素Ｔ１‐０は、管状要素Ｔ１‐０自体の軸に沿って位置Ｌ０１から位置Ｌ０２まで延びる複数の半径方向の貫通孔が設けられた面の部分からなる注入帯域を有する。
その下にあるのが多くの管状要素としての出口ポートである、注入帯域を５つの別個のチャンバに分割しているのは４枚の仕切板ＤＰ１、ＤＰ２、ＤＰ３、ＤＰ４であり、上記要素Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４を上記要素Ｔ１‐０に対して内部に配置し、また、上記要素Ｔ１‐０に対して内部に設置する。
Ｌによって（既に説明した実施形態における管状要素Ｔ１と同様の位置と寸法を有し、この意味で変更すると、それ自体要素Ｔ１‐０として機能する）管状要素Ｔ１‐０の長さを示し、同様に以下の参照符号：
Ｌ０１：管状要素Ｔ１‐０の注入帯域の初め
Ｌ０２：管状要素Ｔ１‐０の注入帯域の終わり
Ｌ１：その下にあるのが管状要素Ｔ１‐１である、酸化剤用の注入点／出口ポートＯＸ‐ＯＵＴ１の軸方向位置
Ｌ２：その下にあるのが管状要素Ｔ１‐２である、酸化剤用の注入点／出口ポートＯＸ‐ＯＵＴ２の軸方向位置
Ｌ３：その下にあるのが管状要素Ｔ１‐３である、酸化剤用の注入点／出口ポートＯＸ‐ＯＵＴ３の軸方向位置
Ｌ４：その下にあるのが管状要素Ｔ１‐４である、酸化剤用の注入点／出口ポートＯＸ‐ＯＵＴ４の軸方向位置
を導入する図９Ａを参照して、
上記の図に示された実施形態では、以下の関係：
注入帯域、即ち、管状要素Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４によって注入された酸化剤／燃焼用剤の流れを放出する管状要素Ｔ１の帯域は、それぞれ、長さＬの２０％および長さＬの５７．５％に相当する位置にある端部Ｌ０１およびＬ０２の間に画定し（一般に、Ｌ０１がＬの１５％〜２５％の範囲である一方、Ｌ０２がＬの５０％〜６５％の範囲である）；
位置Ｌ１は、上記長さＬの２７．５％（一般に、２０％と３０％との間）であり；
位置Ｌ２は、上記長さＬの３２.５％（Ｌ２＞Ｌ１であるいずれの場合においても、一般に、３０％〜３５％）であり；
位置Ｌ３は、上記長さＬの３７.５％（Ｌ３＞Ｌ２であるいずれの場合においても、一般に、３５％〜４０％）であり；
位置Ｌ４は、上記長さＬの４５％（Ｌ０２＞Ｌ４＞Ｌ３であるいずれの場合においても、一般に、４０％〜５０％）である
ことが確認されている。
位置基準は、上記の場合のそれぞれにおいて、上記ポートＯＸ‐ＩＮが配置された上記要素Ｔ１‐０の端部であると仮定されている。
第１の仕切板ＤＰ１は、実質的に位置Ｌ１（取り付けのニーズに応じて、ポートＯＸ‐ＯＵＴ１と同一平面または少し下）に配置され、Ｌ０１からＬ１まで延びる第１のチャンバＣ０を画定する。このチャンバは、対応する部分に配置される注入帯域の貫通孔を通る、ちょうど上記要素Ｔ１‐０を通って供給される酸化剤／燃焼用剤の注入を可能にする。
第２の仕切板ＤＰ２は、実質的に位置Ｌ２（取り付けのニーズに応じて、ポートＯＸ‐ＯＵＴ２と同一平面または少し下）に配置され、Ｌ１からＬ２まで延びる第２のチャンバＣ２を画定する。このチャンバは、対応する部分に配置される注入帯域の貫通孔を通る、ちょうど上記要素Ｔ１‐２を通って供給される酸化剤／燃焼用剤の注入を可能にする。
第３の仕切板のＤＰ３は、実質的に位置Ｌ３（取り付けのニーズに応じて、ポートＯＸ‐ＯＵＴ３と同一平面または少し下）に配置され、Ｌ２からＬ３まで延びる第３のチャンバＣ３を画定する。このチャンバは、対応する部分に配置される注入帯域の貫通孔を通る、ちょうど上記要素Ｔ１‐３を通って供給される酸化剤／燃焼用剤の注入を可能にする。
第４の仕切板のＤＰ４は、実質的に位置Ｌ４（取り付けのニーズに応じて、ポートＯＸ‐ＯＵＴ４と同一平面または少し下）に配置され、Ｌ３からＬ４まで延びる第４のチャンバＣ４を画定する。このチャンバは、対応する部分に配置される注入帯域の貫通孔を通る、ちょうど上記要素Ｔ１‐４を通って供給される酸化剤／燃焼用剤の注入を可能にする。
好ましくは、更なる仕切板ＤＰ０は、注入帯域を軸方向に閉じ、従ってチャンバＣ４を画定するための位置Ｌ０２に設置される。
このように、上記要素Ｔ１‐４のみに供給することにより、体積Ｖ１への酸化剤／燃焼用剤の導入は、チャンバＣ４を通って排他的に行われる。
同様に、上記要素Ｔ１‐４および上記要素Ｔ１‐３に供給することにより、体積Ｖ１への酸化剤／燃焼用剤の導入は、チャンバＣ４、Ｃ３を通って排他的に行われる。
また、上記要素Ｔ１‐４、Ｔ１‐３、Ｔ１‐２に供給することにより、体積Ｖ１への酸化剤／燃焼用剤の導入は、チャンバＣ４、Ｃ３、Ｃ２を通って排他的に行われる。
上記要素Ｔ１‐４、Ｔ１‐３、Ｔ１‐２、Ｔ１‐１に供給することにより、体積Ｖ１への酸化剤／燃焼用剤の導入は、チャンバＣ４、Ｃ３、Ｃ２、Ｃ１を通って排他的に行われる。
最後に、すべての５つの管状要素Ｔ１‐４、Ｔ１‐３、Ｔ１‐２、Ｔ１‐１、Ｔ１‐０、Ｖ１に供給することにより、体積Ｖ１への酸化剤／燃焼用剤の導入は、全てのチャンバＣ４、Ｃ３、Ｃ２、Ｃ１、Ｃ０を通って行われ、そして上記要素Ｔ１‐０の全注入帯域に沿って、上記酸化剤／燃焼用剤を体積Ｖ１（酸化体積）に供給する。いずれの場合においても、注入帯域の有孔壁は、各チャンバＣ４、Ｃ３、Ｃ２、Ｃ１、Ｃ０に対する酸化剤／燃焼用剤の注入点を構成する。
それらの全てが対応するポートＯＸ‐ＩＮを通して供給される、酸化剤／燃焼用剤用の５つの独立した注入帯域（上記要素Ｔ１‐０上の注入帯域に等しい全体的な拡張）が実際に設けられている。また、一般的に、上記要素Ｔ１‐０内の管状要素の数は、前述した４つと異なってもよいことに注目すべきである。それによって、上記要素Ｔ１‐０内部のＮ個の管状要素との関係を付与し、互いから隔離されたＮ＋１個の独立チャンバがある（ここでは、チャンバＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）。更により一般的には、第１の管状要素Ｔ１‐０は、Ｌ０１からＬ０２まで延び、酸化剤／燃焼用剤の第１の反応体積Ｖ１への入口のために構成されている注入帯域を含む。上記注入帯域は、互いから隔離された複数のチャンバ（ここではＣ０、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）に分割されており、
上記複数のチャンバの内の第１のチャンバは、第１の管状要素Ｔ１‐０を通って供給される酸化剤の流れを受けるように、かつ上記注入帯域の対応する部分を通って、第１の反応体積（Ｖ１）中に同一の流れを導入するように構成され、
上記複数のチャンバの内の更なるチャンバの各々は、更なる管状要素（ここでは、Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４）の対応する一つの酸化剤の出口ポート（ここでは、ＯＸ‐ＯＵＴ１、ＯＸ‐ＯＵＴ２、ＯＸ‐ＯＵＴ３、ＯＸ‐ＯＵＴ４）を通って供給される酸化剤の流れを受けるように、かつ上記注入帯域の対応する部分を通って、第１の反応体積Ｖ１中に酸化剤のそれぞれの流れを導入するように構成されている。
従って、動作時に、実際には反応領域の電流および体積の熱調整並びに熱交換を得られる限り、上記プロセスの性能の効率的で正確な制御を可能にする、導入の高さおよびそこを通って酸化剤／燃焼用剤を体積Ｖ１中に導入する注入帯域の部分の振幅を変化させることの全体的な効果を有する、管状要素Ｔ１‐０、Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４の内の１つ以上によって、酸化剤／燃焼用剤を体積Ｖ１中に導入することができる。
この配置は、酸化時に燃焼に達する最高温度を制限する安全性、および過度に滞留時間を損なうことなく、処理される流れが増加し、その結果、ガス化収率が増加するので増加する有効反応体積を提供するプロセス効率の両方のために有用である。
使用されていない管状要素において、酸化剤／燃焼用剤の代わりに、注入ポートを通って酸化区域（体積Ｖ１）に供給される有機汚水の逆流を防止するように、加圧された水または二酸化炭素または他の不活性流体の小さな流れが供給される。
管状要素Ｔ１‐０、Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４の２つ以上の同時供給の場合には、酸化剤／燃焼用剤の流れは、好ましくは、供給された管状要素間に均等に分割される。
この実施形態では、反応器１は、第１の管状要素（Ｔ１‐０）と同軸に固定され、それに沿っておよび第２の管状要素Ｔ２に対して軸方向にスライド可能であるセパレータ隔壁ＳＷを、酸化チャンバの上部に、装備している。上記隔壁ＳＷは、第１の反応体積Ｖ１を分割するように構成されており、この目的のために、その軸方向に（反応器を開けて、保守作業中）再配置することができる。上記隔壁ＳＷは、流れＲ１‐ＩＮの酸化剤／燃焼用剤との相互作用、およびそれによる酸化反応の全体的効果が起こる、その下の領域から、出て行くガス化流体の比較的低温の流れＲ１‐ＩＮおよび隣接する高温流れＰ２‐ＯＵＴの間で、熱交換が排他的に起こる、その上の領域を物理的に分離する機能を有する。
上記ヘッドが、前述のように、上記流れ間の熱交換のために機能的である、反応器の加熱ヘッド部分に対して想定される適切な動作を損なう限り、上記隔壁ＳＷは、全体の反応器を上昇させる高温流体平縁を生じることから、半径方向の顕著な温度勾配に起因する密度差によって生じる、自然循環の乱流運動を防止する。
上記隔壁ＳＷは、結果として、自ら（自然対流による）体積Ｖ１内部の流れを強制して閉じ、従って反応器のヘッド部が到達されるのを防止する防波堤の一種として機能する。
上記隔壁ＳＷは、体積Ｖ１中に上部から下に流れる、流れＲ１‐ＩＮ（典型的には、カーボンスラリー）に対する全体的閉塞を構成してはならず、そして、流れＲ１‐ＩＮの通過のための間隙を残すように、穴および／または貫通スリットを設けなければならず、さもなければ、それが配置されている管状要素Ｔ２の内径よりも小さい外径を有さなければならない。
このように、（強制対流による）流体流れＲ１‐ＩＮの全体的な下降運動は損なわれないが、酸化剤／燃焼用剤を導入することにより関係する領域において、自然対流の影響が限定されているか、または相殺する。
記載された全ての実施形態に共通する本発明の有利な態様によれば、技術的手段は、内部圧力に耐性を有するシェルを構成する、上記要素ＴＣの壁の冷却および腐食からの保護を保証することを目的とすると想定される。この課題は、狭い間隙Ｖ‐ＩＮに送られる、二酸化炭素または他の不活性化学種（流れＩ‐ＩＮ）の流れによって行われる。
安全性の観点に加えて、プロセスの観点から、反応器内に存在する圧力プロファイルは、反応器の軸に向かって外側から半径方向に、圧力が低下するようになっている。具体的には、チャンバＶ‐ＩＮ内の圧力は、ガス化が起こる体積Ｖ２内の圧力よりも高く、この圧力は、今度は酸化が起こる体積Ｖ１内の圧力よりも高い。
このように、任意の可能な流体の漏れ（これは反応器全体に沿ってどこに配置してもよい）は、圧力差の作用下で、より外側である体積／チャンバから、より内側である体積／チャンバへ排他的に生じる可能性がある。
内部圧力に有効的に耐性を有する唯一のものである上記要素ＴＣの壁は、冷却および腐食に対する保護を提供する不活性流体（典型的には二酸化炭素）と常に接触している。中間チャンバ（体積Ｖ２‐ガス化）は、すでにガス化の生成物として体積Ｖ２中に存在する限りプロセスに悪影響を与えず、またそれが化学的に不活性である限り安全性に関してどのようなリスクも示さない、不活性流体によって排他的に「汚染」されていてもよい。最も内側のチャンバ（体積Ｖ１‐酸化）はちょうど、それらは可燃性であるため、酸化チャンバ中へ供給された過剰量の酸化剤／燃焼用剤と速やかに反応し、従って存在する酸素の全部または一部を消費する反応物質および／またはガス化の生成物によって「汚染」されていてもよい。
この不測の事態の影響は、反応器の制御システムによって、すぐに知覚され、安全に管理される。
１ … 反応器
２ … 管状シェル
４ … 第１のエンドキャップ
６ … 第２のエンドキャップ
７ … コア部
８ … 第１のヘッド部
１０ … 第２のヘッド部
１２ … 熱調整ユニット
１４ … 第１のブッシュ
１６ … 第２のブッシュ
１８、４８ … フランジ
２０、５０、５４、７０、８６、９０ … カラー
２２、２４、３８、４０、５６、５８ … 穴
２６、３６ … 中央の貫通孔
３０ … 第１の肩部
３２ … 第２の肩部
３４ … 第３の肩部
４２ … 第３のブッシュ
４４ … 第４のブッシュ
４６ … 第５のブッシュ
４７ … センタリングピン
５４ … 中央レリーフ
６０ … 外部円錐形肩部
６２ … 内部円錐形肩部
６４ … 環状肩部
６５ … 軸方向貫通孔
６６ … 筒状スルーキャビティ
７８ … 第１の部分
８０ … 第２の部分
８２ … 第３の部分

Claims (15)

  1. 第１の反応体積（Ｖ１）、
    第２の反応体積（Ｖ２）
    を含み、
    該第１の反応体積（Ｖ１）が、酸化剤用の入口ポート（ＯＸ‐ＩＮ）、少なくとも１つの第１の反応物質用の入口ポート（Ｒ１‐ＩＮ）および少なくとも１つの反応生成物用の出口ポート（Ｐ１‐ＯＵＴ）と流体連通しており、
    該第２の反応体積（Ｖ２）が、少なくとも１つの第２の反応物質用の入口ポート（Ｒ２‐ＩＮ）および少なくとも１つの第２の反応生成物用の出口ポート（Ｐ２‐ＯＵＴ）と流体連通しており、更に該第１の反応体積（Ｖ１）と熱交換関係にあり、
    動作中に、該第１の反応体積（Ｖ１）中において、該少なくとも１つの第１の反応生成物の形成を伴う該少なくとも１つの第１の反応物質および該酸化剤の間の酸化反応を生じ、該第２の反応体積（Ｖ２）中において、第１のおよび第２の反応体積（Ｖ１、Ｖ２）間で交換された熱エネルギー流によって、該少なくとも１つの第２の反応生成物の形成を伴う該第２の反応物質のガス化反応を生じることを特徴とする、反応器（１）。
  2. 前記酸化反応が超臨界水酸化反応であり、前記ガス化反応が超臨界水ガス化反応である、請求項１記載の反応器（１）。
  3. 前記第１の反応体積（Ｖ１）および前記第２の反応体積（Ｖ２）が、互いと同心円状に配置され、特に前記第２の反応体積（Ｖ２）が前記第１の反応体積（Ｖ１）の周りに配置される、請求項１または２記載の反応器（１）。
  4. 前記少なくとも１つの反応物質の流れが前記少なくとも１つの第２の反応生成物の流れに対して向流であり、前記少なくとも１つの第２の反応物質の流れが前記少なくとも１つの第１の反応生成物の流れに対して向流である、請求項１〜３のいずれか１項記載の反応器（１）。
  5. その内側に前記第１の反応体積（Ｖ１）および前記第２の反応体積（Ｖ２）を配置されたシェル（２）、並びに該シェル（２）を軸方向に画定する第１のエンドキャップ（４）および第２のエンドキャップ（６）を含み、
    該第１のエンドキャップ（４）に対応して、前記酸化剤用の入口ポート（ＯＸ‐ＩＮ）、前記少なくとも１つの第１の反応物質用の入口ポート（Ｒ１‐ＩＮ）、および前記少なくとも１つの第２の反応生成物用の出口ポート（Ｒ２‐ＯＵＴ）が提供され、
    該第２のエンドキャップ（６）において、前記少なくとも１つの第２の反応物質用の入口ポート（Ｒ２‐ＩＮ）、および前記少なくとも１つの第１の反応生成物用の出口ポート（Ｒ１‐ＯＵＴ）が提供される、請求項４記載の反応器（１）。
  6. 前記酸化剤用の入口ポート（ＯＸ‐ＩＮ）と流体連通しており、更に前記酸化剤用の出口ポート（ＯＸ‐ＯＵＴ）を含む第１の管状要素（Ｔ１）、
    その間に該第１の反応体積（Ｖ１）を画定するように、該第１の管状要素（Ｔ１）の周りに配置される第２の管状要素（Ｔ２）、
    その間に該第２の反応体積（Ｖ２）を画定するように、該第２の管状要素（Ｔ２）の周りに配置される第３の管状要素（Ｔ３）
    を含む、請求項１または５記載の反応器（１）。
  7. 不活性流体、特に加圧不活性流体を収容するように構成された環状チャンバ（Ｖ‐ＩＮ）を画定するように、ケーシング（２）を前記第３の管状要素（Ｔ３）の周りに配置する、請求項６記載の反応器（１）。
  8. 前記シェル（２）が、その両端に配置された第１のエンドキャップ（４）および第２のエンドキャップ（６）によって、軸方向に画定され、
    該第１のエンドキャップ（４）が、該シェル（２）の長手方向軸（Ｘ１）と実質的に同軸である位置の前記酸化剤用の入口ポート（ＯＸ‐ＩＮ）、該酸化剤用の入口ポート（ＯＸ‐ＩＮ）の周りに環状に配置され、前記少なくとも１つの第１の反応物質用の入口ポート（Ｒ１‐ＩＮ）を画定する第１の複数の流路（２４、４０）、および該第１の複数の流路（２４、４０）の周りに環状に配置され、前記少なくとも１つの第１の反応生成物用の出口ポート（Ｐ１‐ＯＵＴ）を画定する第２の複数の流路（２２、３８）を含み、該第１の複数の流路（２４、４０）および第２の複数の流路（２２、３８）が互いと熱交換関係にあり、
    該第２のエンドキャップ（６）が、該ケーシング（２）の長手方向軸の周りに環状に配置され、前記少なくとも１つの第２の反応物質用の入口ポート（Ｒ２‐ＩＮ）を画定する第３の複数の流路（５８、７４）、および該第３の複数の流路（５８、７４）の周りに環状に配置され、前記少なくとも１つの第２の反応物質用の入口ポート（Ｒ２‐ＩＮ）を画定する第４の複数の流路（５６、６５）を含み、該第３の複数の流路（５８、７４）および第４の複数の流路（５６、６５）がそれらの間で熱交換関係にある、請求項４〜７のいずれか１項記載の反応器（１）。
  9. 前記第１の管状要素（Ｔ１）、第２の管状要素（Ｔ２）および第３の管状要素（Ｔ３）が薄壁管状要素であり、前記シェル（２）が厚壁管状要素（ＴＣ）として提供される、請求項６〜８のいずれか１項記載の反応器（１）。
  10. 前記第１のエンドキャップ（４）に対応して配置された第１のヘッド部（８）、前記第２のエンドキャップ（６）に対応して配置された第２のヘッド部（１０）並びに該第１のヘッド部（８）および第２のヘッド部（１０）の間に含まれる反応コア部（７）を含み、
    該第１のヘッド部および第２のヘッド部（８、１０）の少なくとも１つに対応して配置された熱調整ユニット（１２）を含む、請求項１または５記載の反応器（１）。
  11. 第１の管状要素（Ｔ１‐０）は、複数の更なる管状要素（Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４）を内部に収容し、それぞれが、前記酸化剤用の入口ポートに対応する第１の端部、および前記酸化剤用のそれぞれの出口ポート（ＯＸ‐ＯＵＴ１、ＯＸ‐ＯＵＴ２、ＯＸ‐ＯＵＴ３、ＯＸ‐ＯＵＴ４）を画定する第２の端部を有し
    更なる管状要素（Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４）のそれぞれの前記酸化剤用の出口ポートが、該第１の管状要素（Ｔ１‐０）の軸方向長さに沿った異なる位置を占有する、請求項１、６または９記載の反応器（１）。
  12. 前記第１の管状要素（Ｔ１‐０）が、前記第１の反応体積（Ｖ１）への前記酸化剤の入口用に構成される注入帯域（Ｌ０１、Ｌ０２）を含み、該注入帯域が互いから隔離された複数のチャンバ（Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４）に分割され、
    該複数のチャンバの第１のチャンバが、第１の管状要素（Ｔ１‐０）を通って供給される酸化剤の流れを受けるように構成され、該流れを該第１の反応体積（Ｖ１）内に導入するように構成され、
    該複数のチャンバの更なるチャンバのそれぞれが、前記更なる管状要素（Ｔ１‐１、Ｔ１‐２、Ｔ１‐３、Ｔ１‐４）の対応する１つの前記酸化剤用の出口ポート（ＯＸ‐ＯＵＴ１、ＯＸ‐ＯＵＴ２、ＯＸ‐ＯＵＴ３、ＯＸ‐ＯＵＴ４）を通って供給される酸化剤の流れを受けるように構成され、酸化剤のそれぞれの流れを、該注入帯域の対応する部分を通って、該第１の反応体積（Ｖ１）内に導入するように構成される、請求項１１記載の反応器（１）。
  13. ４つの更なる管状要素を含み、
    以下の関係：
    Ｌ０１はＬの１５〜２５％であり、Ｌ０２はＬの５０〜６５％であり、
    位置Ｌ１は、長さＬの２０〜３０％の間に配置され、
    位置Ｌ２は、長さＬの３０〜３５％の間に配置され、Ｌ２＞Ｌ１であり、
    位置Ｌ３は、長さＬの３５〜４０％の間に配置され、Ｌ３＞Ｌ２であり、
    位置Ｌ４は、長さＬの４０〜４５％の間に配置され、Ｌ０２＞Ｌ４＞Ｌ３である
    ［ここで、Ｌは第１の管状要素（Ｔ１‐０）の軸方向長さであり、
    Ｌ０１は第１の管状要素（Ｔ１‐０）上の注入帯域の初めであり、
    Ｌ０２は第１の管状要素（Ｔ１‐０）上の注入帯域の終わりであり、
    Ｌ１は、第１の更なる管状要素（Ｔ１‐１）の酸化剤用の出口ポートの軸方向位置であり、
    Ｌ２は、第２の更なる管状要素（Ｔ１‐２）の酸化剤用の出口ポートの軸方向位置であり、
    Ｌ３は、第３の更なる管状要素（Ｔ１‐３）の酸化剤用の出口ポートの軸方向位置であり
    Ｌ４は、第４の更なる管状要素（Ｔ１‐４）の酸化剤用の出口ポートの軸方向位置である。］
    を適用する、請求項１２記載の反応器（１）。
  14. 位置Ｌ１に対応して配置され、Ｌ０１からＬ１まで延びる第１のチャンバ（Ｃ０）を画定する第１の仕切板（ＤＰ１）、
    位置Ｌ２に対応して配置され、Ｌ１からＬ２まで延びる第２のチャンバ（Ｃ２）を画定する第２の仕切板（ＤＰ２）、
    位置Ｌ３に対応して配置され、Ｌ２からＬ３まで延びる第３のチャンバ（Ｃ３）を画定する第３の仕切板（ＤＰ３）、および
    位置Ｌ４に対応して配置され、Ｌ３からＬ４まで延びる第４のチャンバ（Ｃ４）を画定する第４の仕切板（ＤＰ４）
    を含む、請求項１３記載の反応器（１）。
  15. 前記第１の管状要素（Ｔ１‐０）上に同軸に固定され、それに沿っておよび前記第２の管状要素に対して軸方向にスライド可能であるセパレータ隔壁（ＳＷ）を含み、該隔壁（ＳＷ）が該第１の反応体積（Ｖ１）を分割するように構成され、それを通る前記少なくとも１つの第１の反応物質（Ｒ１‐ＩＮ）の流れ輸送が可能となるように構成される、請求項１１〜１４のいずれか１項記載の反応器（１）。
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