JP6196726B2 - 炭素質原料のガス化を行う方法、装置およびシステム - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
CO+H2O→CO2+H2
で表され得る。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
少なくとも1つの原子炉を含む、項目39に記載の装置。
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。
Claims (39)
- ある量の原料を受け取ることと、
伝熱部材として超臨界流体である超臨界二酸化炭素を用いて、熱源から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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - ある量の原料を受け取ることと、
伝熱部材として超臨界流体である超臨界二酸化炭素を用いて、熱源から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。 - 上記熱分解反応生成物の過熱を、伝熱部材として超臨界流体を用いて行う、請求項1ないし14のいずれか1項に記載の方法。
- 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、伝熱部材として超臨界流体である超臨界二酸化炭素を用いて、上記熱源から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。 - 上記原料が、炭素質原料を含む、請求項16に記載の装置。
- 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17に記載の装置。
- 上記少なくとも1つの熱源が、少なくとも1つの原子炉を含み、上記第1の熱エネルギー伝達システムは、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/または分離部材を含んでいる、請求項16に記載の装置。
- 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19に記載の装置。
- 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16に記載の装置。
- 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16に記載の装置。
- 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16に記載の装置。
- 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16に記載の装置。
- 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24に記載の装置。
- 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16に記載の装置。 - 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26に記載の装置。 - 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27に記載の装置。
- 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と、をさらに含み、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、請求項16に記載の装置。 - 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16に記載の装置。
- 上記水蒸気発生器の入口が、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16に記載の装置。 - 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16に記載の装置。
- 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16に記載の装置。
- 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16に記載の装置。
- 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16に記載の装置。
- 原料予加熱器をさらに含む、請求項16に記載の装置。
- 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、伝熱部材として超臨界流体である超臨界二酸化炭素を用いて、熱源から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。 - 上記第2の熱エネルギー伝達システムが、伝熱部材として超臨界流体を用いて上記熱分解反応生成物を過熱する、請求項16ないし37のいずれか1項に記載の装置。
- 少なくとも1つの熱源と、
請求項16ないし38のいずれか1項に記載の装置と、を含むシステム。
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