JPH11513452A

JPH11513452A - 流動床脱揮発装置及びボイラーを有する複合サイクル発電プラント

Info

Publication number: JPH11513452A
Application number: JP9511244A
Authority: JP
Inventors: ローアー，ジョン・ダブリュー
Original assignee: ローアー，ジョン・ダブリュー
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1996-08-29
Publication date: 1999-11-16
Also published as: US5946900A; US5771677A; AU6958196A; WO1997009515A1; EP0847483A1; US5666801A

Abstract

(57)【要約】高効率で経済的な石炭火力複合サイクル発電システム及びそのプロセスを説明する。このシステムは循環式流動床（「ＣＦＢ」）石炭脱揮発装置を使用する。この装置は、リサイクルした石炭揮発分によって流動化される。脱揮発装置は、揮発分を除去した石炭（チャー）を燃焼する従来のＣＦＢボイラーからの高温の床材料によって間接的に加熱される。ＣＦＢボイラーは、ガスタービンの排気ガスによって流動化される。高効率で資本費が低いブレイトンサイクル（ガスタービン）の動力出力の、高資本費のランキンサイクル（蒸気タービン）の動力出力に対する比は、（１）ガスタービン排気（復熱器）、（２）脱揮発装置を出る高温の石炭揮発分、（３）石炭チャーＣＦＢボイラーの高温の床材料（外部又は内部のいずれかに熱交換器を備えている）、及び（４）ＣＦＢボイラーの煙道ガスによって、ガスタービンの圧縮器の排気を同時に及び／又は連続的に予熱することによって最大にされる。本願中に説明したプロセス及び方法は、熱分解した清浄な高燃焼熱（〜１８６００kJ/m³（〜５００Btu））の生成ガスを発生し、従って、天然ガス用に設計されたガスタービンで設計変更を行わずに容易に使用できる。高燃焼熱の生成ガスは、更に、燃料ガスの浄化容積及び燃料ガスの顕熱損を減少する。

Description

【発明の詳細な説明】一体化したＣＦＢ脱揮発装置及びＣＦＢボイラーを持つ複合サイクル発電プラント発明の分野本発明は、循環流動床（「ＣＦＢ」）技術を使用した高効率石炭火力発電システム、及びこのようなシステムを使用して揮発分含有炭素質供給体で発電するための方法に関する。更に詳細には、本発明は、加熱を間接に行う完全同伴型流れ循環式流動床脱揮発／熱分解装置を使用することによって発電プラントの電力発生効率を上昇する複合蒸気−ガスタービン発電プラントに関する。この発電プラントは、ガスタービン出力（ブレイトンサイクル）の、蒸気タービン出力（ランキンサイクル）に対する比を最大にする。本発明は、更に、揮発分含有炭素質供給体から、このような発電プラントを使用して発電するための方法に関する。関連出願本願は、１９９５年９月１日に出願された米国特許出願第０８／５２２，７６３号の一部継続出願である。同特許出願に触れたことにより、その特許に開示されている全ての内容は本明細書中に組入れたものとする。発明の背景ここ数年に亘る燃焼用タービンの発達により、天然ガスを燃料とするガスタービンを備えた複合サイクルプラントの効率が高まり、きれいになり、信頼性が上昇した。このため、天然ガスを例えばパイプラインを介して容易に入手できる場所では、好ましい新たな発電方法となった。新型の天然ガス複合サイクルプラントの発電費用は、現在、石炭が天然ガスの６０％の価格で提供される場合でも、微粉炭を用いる同規模の又は大型のプラントでの発電費用の約６０％である。ベイリーの米国特許第３，８５３，４９８号には、定置型（バブリング流動床）発熱チャー燃焼器からの高温の床材料を使用し、吸熱定置（バブリング床）脱揮発装置（ガス化装置又は熱分解装置としても知られている）に供給されたバイオマスを間接的に乾燥し且つ脱揮発する、間接加熱式のバイオマスガス化装置が記載されている。ベイリーのプロセスで使用されるバイオマスは、揮発分が高い（８０重量％以上）ため、脱揮発装置の吸熱条件を満たす上で、チャーの燃焼熱の大部分又は全てが必要とされる。この理由のため、ベイリーのバイオマスガス化装置は石炭には適していない。複合サイクル発電プラントに組み込まれない。フェルドマン等の米国特許第４，８２８，５８１号には、間接加熱式のバイオマスガス化／脱揮発装置のベッセルの特定の設計についての、ベイリーの特許の改良が記載されている。米国特許第４，８２８，５８１号には、２ゾーン型間接加熱式バイマス脱揮発装置が記載されている。初期流動化速度は、ベイリーの場合と同様に、蒸気又はリサイクルした生成ガスを初期流動化に使用する定置の即ちバブリング領域において、２．１m/s（７ft/s）以下である。しかしながら、揮発分の高いバイオマス供給体をひとたびこの第１ゾーンに入れると、バイオマスが含む大量の揮発分及び水分が迅速に放出され、床材料の流れを残留チャーと完全に同伴するのに十分な速度（４．５m/s（１５ft/s））が発生する。米国特許第４，８２８，５８１号で使用されたベッセルは、長さの直径に対する比が、ベイリーの脱揮発装置よりも高い（６：１以上）。更に、ベッセルの単位断面積あたりの処理量は、定置型（バブリング）床バイオマスガス化装置の約１０倍である。米国特許第４，８２８，５８１号の脱揮発装置を石炭で使用すること、複合サイクル発電プラントに組み込むことは記載されていない。フェルドマンの２ゾーン型脱揮発装置のベッセル設計は、多くの石炭について作動しない。これは、石炭が放出する水分及び揮発分が、定置床（バブリング）流動化速度を、上述の２．１m/s（７ft/s）から、安定した同伴流に必要な４．５m/s（１５ft/s）以上に上昇するには不十分であるためである。同伴流に対してぎりぎり十分の揮発分を放出できる、低等級の水分量が高い石炭については、２ゾーンガス化装置のベッセルは、上述の２．１m/s（７ft/s）以下の「第１空間」速度を有するが、複雑さが増すばかりでそれに見合う利点が得られない。ベイリーの装置と同様に、ベッセルは複合サイクル発電プラントに組み込まれていない。シェメノーの米国特許第４，９０１，５２１号には、循環式流動床（ＣＦＢ）ボイラー又はバブイング流動床ボイラーのいずれかを使用する石炭火力複合ガスタービン−蒸気タービン発電プラントが記載されている。一実施例では、ＣＦＢボイラーの高温の床材料は、ＣＦＢ床戻し導管で原料炭供給体の一部だけと直接的に接触する。この技術は、流動ゾーンを形成しない。その結果、石炭揮発分のほんの一部しかガスタービンの燃料として使用するために利用できず、回収されない。別の実施例では、定置型（バブリング床）石炭燃焼器（ＣＦＢでない）を定置型（バブリング）流動床脱揮発装置（脱気／ガス化装置と呼ばれる）とともにベイリーと同様の方法で使用する。しかしながら、石炭を使用するのであってバイオマスを使用するのではない。この脱揮発装置は、ＣＯ₂及びＮ₂を含むボイラー排気ガスで流動化され、かくして、生成ガスの燃焼熱を大幅に低下する。更に、シェメノーの定置型流動床脱揮発装置を使用すると、処理量が低下してしまう。更に、熱分解の程度がＣＦＢ脱揮発装置で可能であるよりも低いため、生成ガスが大量のタール分及びかなりの水分を含む。シェメノーは、効率が比較的高いガスタービン出力の、低効率が比較的低い蒸気出力に対するの比を最大にすることを教示も提案もしていない。これは、（１）原料炭の全部でなく一部だけを脱揮発装置に供給するため、（２）タービン排気ガスの顕熱の一部が、タービン燃焼器（復熱器）の前に、タービンの空気圧縮器の排気の予熱に使用されないため、（３）生成ガスの顕熱の一部がガスタービンの圧縮器の排気の予熱に使用されないため、（４）流動床ボイラーの床材料の一部又は排気ガス顕熱が、ガス圧縮器の排出空気の予熱に使用されないため、（５）脱揮発装置が、発生した揮発分の一部が燃焼器又はその排気に漏出しないようにするための積極的ガスシール手段を備えていないため、（６）蒸気及び空気又は酸素を脱揮発装置に加えることによって、必要な場合に、燃焼性ガスの発生が、増大されないためである。ガウンダーの米国特許第５，２５５，５０７号には、石炭ＣＦＢボイラーをガスタービンサイクルと一体化し、外部流動床ガスタービン空気加熱器と組み合わせた復熱器を使用することが記載されている。しかしながら、米国特許第５，２５５，５０７号には、石炭ＣＦＢボイラーをこのＣＦＢボイラーの高温の床材料で間接的に加熱される脱揮発装置と一体化することは記載されていない。米国特許第５，２５５，５０７号には、ガスタービンサイクル出力の、蒸気タービンサイクル出力に対する比を最大にすることは教示も提案もされていない。これは、（１）原料炭の一部がＣＦＢボイラーに直接的に供給されるためであり、（２）ガス化装置からの顕熱がガスタービン圧縮器空気の予熱に使用されないためであり、（３）ＣＦＢボイラー排気ガスからの顕熱がガスタービン圧縮器空気の予熱に使用されないためである。米国特許第５，２５５，５０７号では、ガスタービン燃料入力の一部が、石炭ガスでなく天然ガスの「第１燃料源」によって供給される。パイプラインを介して天然ガスを利用できる場合には、石炭を使用する今日の発電技術を使用して経済的であることは稀である（これは、１kWh の電力出力に対し、資本費が２倍乃至３倍であり、燃料効率が２０％乃至３５％低く、作動及び保守に要する費用が２倍高いためである）。ダイエッツの欧州特許第６０２，７９５号には、複合材料システムにガウンダーと同様の方法で組み込んだＣＦＢユニットが記載されている。発明の概要本発明は、発電システム及びプロセスに関する。揮発分含有炭素質供給体、例えば石炭を燃料とする、複合ガスタービンサイクル（ブレイトンサイクル）−蒸気タービンサイクル（ランキンサイクル）発電プラントを提供する。この発電プラントでは、ガスタービンは、従来の完全同伴床（「ＣＦＢ」）石炭ボイラー及び完全同伴床（「ＣＦＢ」）脱揮発／熱分解装置と完全に一体化してある。別の態様では、揮発分供給体は、ピッチ、オリマルション、重油、シェール、タールサンド、又はバイオマスである。本発明のＣＦＢ脱揮発／熱分解装置は、炭素質供給体、例えば石炭の揮発分を取り出して分解するのに必要な吸熱を間接的に供給するため、ＣＦＢボイラーの高温の床材料を使用する。ＣＦＢボイラーは、ＣＦＢボイラーの流動化ガス及び燃焼空気供給の全部又は一部についてガスタービンの排気ガスを使用する。ガスタービンの熱入力の一部は、ＣＦＢボイラーの高温の床材料及び高温の煙道ガス、及び燃料ガスの冷却によって提供され、かくして、ガスタービンの燃焼器が必要とする燃料を減少し、比較的高効率で資本費が低いブレイトンサイクルの動力出力の、比較的低効率で資本費が低いランキンサイクルの動力出力に対する比を最大にする。別の態様では、リサイクルされた生成ガスの幾分か又は全部に代えて、蒸気及び空気又は酸素を脱揮発／熱分解装置の流動化ガスとして使用することによって、ブレイトンサイクルの、ランキンサイクル出力に対する比を最大にできる。かくして、生成ガスの発生量を増大し、揮発分が少ない供給体からのチャーの発生量を減少する。この実施例では、ガスタービンの熱入力の一部が熱交換器を介して提供される。間接的に加熱される完全同伴型流れ循環式流動床脱揮発／熱分解装置を同伴速度に合わせて流動化し、かくして、再循環させた分解された石炭揮発分（生成ガス）を発生する。揮発分の低い供給体を使用した場合又はガスの発生量が高いのが望ましい場合には、蒸気及び空気又は酸素を生成ガスに加え、又はこれらを生成ガスに代える。ＣＦＢボイラーは、揮発分を除去した石炭又は他の揮発分を除去した供給体（チャー）を受け入れ、床材料の温度が幾分低く、チャーを燃焼して床材料を再加熱し、ランキン出力サイクルの、場合によってはブレイトン材料の熱エネルギの一部を提供する。従って、本発明の目的は、任意の所与の揮発分含有量の石炭について、ガスタービンの動力出力を、蒸気タービンの動力出力に対して最大にすることによって従来技術の欠点を解決することである。本発明の別の目的は、利用できる全ての高品位の（高温）の熱を使用し、ガスタービン圧縮器空気を燃料ガスの燃焼前に予熱することによって、ブレイトンサイクルの、ランキンサイクルの動力出力に対する比を最大にすることである。本発明の更に別の目的は、ガスタービン排気（復熱器を介して）、高温の生成ガス（熱分解した石炭揮発分）、ＣＦＢボイラー床材料、及び高温のＣＦＢボイラーの煙道ガスから熱を回収し、ガスタービン圧縮器の空気を予熱することである。本発明の別の目的は、全ての炭素質供給体から揮発分を取り出して熱分解し、発電システム用の生成ガスを発生することである。本発明の別の目的は、揮発分の供給量が低い場合でも、蒸気、及び空気、又は酸素を脱揮発装置に導入することによって、比較的効率的なブレイトンサイクルの出力を増大することである。これは、ガスの発生量を増大し、チャーの発生量を減少し、熱をガスタービン（ブレイトンサイクル）に伝達するために熱交換器を使用する場合よりも費用に関して効果的である。本発明の他の目的は、全ての品位の石炭の揮発分を使用し、石炭を使用する発電システムの効率を高めることである。本発明の更に他の目的は、ガスタービン圧縮器空気をガスタービン燃焼器に導入する前に予熱するのに効果的に使用できない余分な熱で蒸気（過熱蒸気及び再加熱蒸気を含む）だけを発生する（蒸気サイクルの効率が実際上最高である）ことである。本発明の別の目的は、タービン排気中の利用可能な全ての酸素を、揮発分を実質的に除去した炭素質供給体とのＣＦＢボイラーでの発熱反応で使用することである。本発明の別の目的は、大気圧で作動するＣＦＢ脱揮発／熱分解装置を、発熱ボイラー燃焼器及びＣＦＢ脱揮発／熱分解装置からの生成ガスを燃料とするガスタービンとともに使用することによって、石炭を使用する現存の発電システムを改良することである。本発明の別の目的は、化学プラント又は一般への供給（都市ガス）での輸出使用するため、余分な生成ガスを発生することである。ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置を本発明で使用することによって得られる利点は、この装置の処理量が大きいこと、及びタール及び凝縮性オイルの発生量が他の反応器よりも少ないことである。脱揮発プロセスの作動にチャーの一部を使用することによって得られる別の利点は、ガスタービンの頂部から投入される燃料として使用するため、分解された全ての石炭揮発分が保存されるということである。大気圧又はガスタービン圧力の空気又は高価な酸素を用いた部分的酸化による従来の全石炭ガス化と比較した本発明の石炭脱揮発−熱分解プロセスの利点は、本発明の場合には、ガス化吸熱条件が低いけれども１６８００kJ/m³（４５０Btu /SCF）以上のガスを発生するのに対し、酸素を吹き付けてガス化を行う場合には１１２００kJ/m³（３００Btu/SCF）以下、空気を吹き付けてガス化を行う場合には５６００kJ/m³（１５０Btu/SCF）以下であるということである。本発明による別の利点は、多くの商業的ガスタービンにおいて、結果的に得られた生成ガスが天然ガスの直接的代替物であり、ガスの容積が小さいため、ガスの圧縮によるエネルギ損失、潜熱損失、及びガス浄化器の大きさ及び費用が小さくなるということである。本発明による更に別の利点は、アルカリ硫化物吸着材をＣＦＢボイラー及び脱揮発装置の再循環床材料で使用することであり、大量の硫黄がＨ₂Ｓを捕捉し、Ｈ₂Ｓを除去する必要をなくす。本発明の別の利点は、プロセスが大気圧で又はガスタービン供給圧力のいずれかで使用できるということである。ガスタービン供給圧力では、タービン排気は従来のＨＲＳＧに進入し、ＣＦＢチャー燃焼器への供給空気として使用されない。かくして、ＣＦＢチャー燃焼器への加圧供給空気は、ガスタービン空気圧縮器排気の一部によって提供される。本発明の更に別の利点は、ガスタービン排気ガス出力がＣＦＢボイラーで必要とされる燃焼用空気を越えたとき、又はプロセスが加圧モードで作動している場合に補助ＨＲＳＧ付きで又はなしでプロセスを実行できるということである。本発明の別の利点は、外部又は内部の床ガスタービン空気予熱器のＣＦＢボイラー付きで又はなしでプロセスを使用できるということである。本発明の特徴には、石炭チャー又は他の供給チャーの発生が、燃焼用空気を供給するためにタービン排気を完全に使用するのに不十分である場合に、ＣＦＢボイラーに対して部分的補助原料炭又は他の供給体を使用するという特徴（効率が或る程度犠牲になる）、ガスタービン排気のＯ₂が不十分である場合又はサイクルを簡単にするのが望ましい場合に、部分的な又は完全なＣＦＢボイラー補助空気供給を使用するという特徴（効率が或る程度犠牲になる）、（１）ガスタービン（ブレイトンサイクル）出力を最大にするためにガスを追加に発生し、チャーの発生量を小さくすることが必要な場合、又は（２）ＣＦＢボイラー再循環高温床材料で揮発分の除去及び熱分解を完全に行うには熱又は温度が不十分である場合に、脱揮発／熱分解装置への蒸気及び／又は部分的又は酸素空気供給又は高温生成ガス流を使用するという特徴、揮発分を石炭から取り出して熱分解した高Ｂｔｕ生成ガスを冷却でき（熱交換器又は水冷式急冷器を用いる）、粒子、凝縮体、及び酸性のガスをガスタービンでの使用前（脱揮発装置の流動化ガスとして一部をリサイクルした後）に除去でき、即ち高温ガス浄化方法を使用でき、ガスタービンの効率を改善するために顕熱を保存するという特徴、及びＣＦＢボイラーを還元（準化学量論的状態）モードで作動でき、ＣＯ燃料ガスを発生して高燃焼熱ガスに加え、又は作動中のガスタービンの空気又は蒸気熱交換器を介して間接的に使用するという特徴が含まれるが、これらの特徴に限定されない。従って、本発明の一つの特徴は、炭素質供給体を用いて発電を行うプロセスにおいて、ａ．第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンであって、これらのゾーンを通って熱搬送材料のループが連続的に循環し、第１及び第２の流動化ガスによって夫々流動化される、第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンを提供する工程と、ｂ．揮発分含有炭素質供給体を第１完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入する工程と、ｃ．約５４０℃（１０００°Ｆ）乃至約１３１５℃（２４００°Ｆ）の第１温度で第１反応ゾーンに進入し、第１反応ゾーンの吸熱条件のため第１温度よりも低い第２温度で出る熱搬送材料によって、炭素質供給体を、（１）部分的に熱分解された揮発分からなる生成ガス、及び（２）揮発分を実質的に除去した炭素質供給体を発生するのに十分な期間に亘って加熱する工程と、ｄ．揮発分を実質的に除去した供給体及び熱搬送材料を生成ガスから分離し、生成ガスの幾分かを第１流動化ガスの主部としてリサイクルする工程と、ｅ．第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに、揮発分を実質的に除去した炭素質供給体及び熱搬送材料を工程ｄから導入し、第２流動化ガスとして酸素含有タービン排気ガスを使用する工程と、ｆ．揮発分を実質的に除去した炭素質供給体を、酸素含有タービン排気ガスの存在下で、第１反応ゾーンの温度以上の温度で、揮発分を実質的に除去した炭素質供給体を完全燃焼させるのに十分な時間に亘って発熱反応し、煙道ガスを発生し、ガスタービン用の圧縮空気供給体を予熱し、蒸気タービンに搬送されて電力を発生する高圧蒸気を発生し、熱搬送材料の温度を第２温度から第１温度まで上昇させる工程と、ｇ．生成ガス及び空気をガスタービンに導入し、生成ガス及び空気をガスタービン内で燃焼することによって電力を提供し且つ少なくとも４３０℃（８００°Ｆ）乃至約６５０℃（１２００°Ｆ）の温度の酸素含有タービン排気を発生する工程と、ｈ．工程ｇの酸素含有タービン排気ガスを第２反応ゾーンに第２流動化ガス及び唯一の又は主要な燃焼空気供給としてリサイクルする工程とを有することを特徴とするプロセスである。別の特徴では、本発明はシステムに関し、このシステムは、少なくとも、ａ．揮発分含有炭素質供給体から揮発分を取り出してこれを熱分解するための、熱搬送材料からなる循環床を含み、炭素質供給体の揮発分を実質的に除去でき且つ生成ガスを発生できる第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器であって、１．揮発分が除去されて熱分解される揮発分含有炭素質供給体を導入するための入口と、２．揮発分が実質的に除去された供給体及び循環する熱搬送材料を生成ガスから分離するためのセパレータであって、熱を回収し且つスクラバーに入れるため、分離された生成ガスを取り出すための出口を持つセパレータと、３．生成ガスから顕熱を回収するために出口に連結された第１熱回収システムと、４．第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器用の流動化ガスの部分として使用するため、生成ガスの幾分かを戻すための第１リサイクルラインと、５．特に、揮発分が少ない供給体について、蒸気及び／又は空気又は酸素を導入し、ガスの発生量を増大し、チャーの発生量を減少するための任意の補助ポートとを有する第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器と、ｂ．炉区分、ボイラー区分、固形分／ガスセパレータ区分及び熱搬送材料からなる連続循環床を持ち、かくして、揮発分が実質的に除去された炭素質供給体と酸素含有タービン排気ガスとの間で発熱反応を行って煙道ガス、高圧蒸気、及び予熱ガスタービン圧縮空気を発生し、熱搬送材料を第１温度と等しいか或いはそれ以上の温度まで再加熱できる第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器と、ｃ．分離された、揮発分が実質的に除去された炭素質供給体及び熱搬送材料の一方の部分を第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器から第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器内に搬送するため、セパレータと流れ連通した第１流れラインと、ｄ．熱搬送材料を第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器のセパレータ区分から第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器内に搬送するための第２流れラインと、ｅ．窒素及び硫黄を含む汚染物を除去し、浄化済生成ガスを製造するため、生成ガスを第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器からスクラビングシステムに搬送する第３流れラインと、ｆ．浄化済生成ガスの第１部分を第１完全同伴型流れ循環式流動床ガス化装置に搬送し、第２部分を、電力を発生するガスタービン燃料用の圧縮生成ガスを発生するため、圧縮器に搬送する第４流れラインと、ｇ．ガスタービン用圧縮空気供給体を形成するためのガスタービン空気圧縮器と、ｈ．ガスタービン用圧縮空気をガスタービン燃焼器に搬送するための第５流れラインと、ｉ．浄化済生成ガスの第２部分を受け入れてこれを圧縮空気で燃焼することによって電力源を提供し且つ再使用可能なタービン排気を発生するため第４及び第５搬送手段に連結されており、タービン排気を第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器に流動化ガスとして導入するための第６流れラインを含むガスタービン燃焼器とを有することを特徴とする。本発明のこれらの及び他の目的、利点、及び特徴は、以下の詳細な説明及び添付図面から明らかになるであろう。図面の簡単な説明第１Ａ図及び第１Ｂ図は、ガスタービン燃焼器用の圧縮空気供給体の予熱を行わない、本発明による第１実施例を示すフローチャートである。全体としての効率を或る程度犠牲にすることにより、発電サイクルが簡単にされている。供給体に含まれる揮発分が、タービン出力（ブレイトンサイクル）を蒸気タービン出力（ランキンサイクル）に対して最大にするのに十分な燃料ガスを発生するには不十分である場合には、補助流動化蒸気及び／又は空気又は酸素を脱揮発装置で使用し、部分的酸化によりガスの出力を増大し、チャーの出力を減少する。第２Ａ図及び第２Ｂ図は、タービン排気熱、生成ガスの顕熱、ＣＦＢボイラーの床材料の熱、及びＣＦＢボイラーの煙道ガスの熱の大部分を使用してガス圧縮器の排気空気をガスタービン燃焼器に導入される前に予熱することによって、ガスタービン（ブレイトンサイクル）動力出力を最大にし、これと対応して蒸気タービン（ランキンサイクル）出力を減少した、本発明による第２実施例を示すフローチャートである。発明の詳細な説明本発明は、複合サイクル発電プラント（「ＣＣＰＰ」）プロセス及びこれを実施するための装置を提供する。かくして、本発明は、揮発分を除去した石炭チャーを燃焼するＣＦＢボイラー（例えば、反応器、反応ゾーン）と、ＣＦＢ石炭脱揮発／熱分解装置（例えば、反応器、反応ゾーン）とを一体化する。脱揮発／熱分解装置を、前記ＣＦＢ石炭チャー燃焼ボイラーから再循環させた高温の固体粒子で間接的に加熱する。熱分解した石炭揮発分の一部を再循環することによって、同伴速度に合わせて流動化する。熱分解した石炭揮発分がガスタービンの燃料である。ガスタービンの排気は、流動化ガスとして及びＣＦＢ石炭チャー燃焼ボイラー用燃焼空気源としての両方で使用される。本発明の好ましい実施例では、圧縮空気とも呼ばれるガスタービン圧縮器の排出空気（代表的には、３１５℃（６００°Ｆ）乃至３７０℃（７００°Ｆ））を予熱する。予熱は、ガスタービンの排気（代表的には、４８０℃（９００°Ｆ）乃至６５０℃（１２００°Ｆ））及び／又は生成ガス（分解した石炭揮発分）からの顕熱及び／又はチャー燃焼ＣＦＢボイラーの高温床材料及び／又は排気ガス（煙道ガス）によって与えられる。これにより、所与の含有揮発分の石炭について、高効率で資本費が低いブレイトンサイクルの電力出力（ガスタービンサイクル）の、低効率で資本費が高いランキンサイクルの電力出力（蒸気サイクル）に対する比が最大になる。実際には、チャーＣＦＢボイラーが８１５℃（１５００ °Ｆ）乃至１０９０℃（２０００°Ｆ）の床温度で作動し、ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置がこれよりも僅かに低い温度で作動するため、１２９０℃（２３５０°Ｆ）（将来のタービンの設計については１３７０℃（２５０００°Ｆ）が提案されている）の現在のガスタービンの最大燃焼温度に到達するために大量の生成ガスを使用しなければならない。タービンの空気圧縮器の排出空気を６５０℃（１２００°Ｆ）以上に加熱することは、金属製の熱交換表面よりもセラミック製の熱交換器に適している。石炭の揮発分は、石炭の品位又は等級に従って大きく変化する。無煙炭は揮発分をほとんど含んでおらず、本発明の熱力学的サイクルに適していない。本発明で使用される炭素質供給体は、ガスタービン用の十分な燃料、例えば生成ガスを発生させるため、揮発分を２０％以上含んでいなければならない。揮発分の少ない燃料についてのガスの生産量を増大させるため、補助の蒸気及び／又は空気又は酸素を使用できる。使用できる炭素質供給体の揮発分には上限がない。揮発分の高い供給体に関し、ガスタービン熱回収蒸気発生装置即ちＨＲＳＧとしても役立つＣＦＢボイラーのランキンサイクルの効率を最良にする上でチャーが不十分である場合には、補助の燃料又は生成ガスの一部を前記ボイラーで使用できる。瀝青炭は、代表的には、揮発分を２０重量％乃至３０重量％含み、良好に使用できる。瀝青炭から生成した揮発分の燃焼によって提供されるガスタービンの排気が、ＣＦＢチャーボイラーの燃焼空気供給についての全ての必要条件を満たすには不十分である場合には、補助の燃焼空気を加えるのがよい。石炭の揮発分含有量に拘わらず、リサイクルされた生成ガスの部分を増大させるだけで及び／又は補助の蒸気及び空気又は酸素を使用するだけで、ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置を完全同伴流速度に流動化するのに十分な石炭揮発分が常に存在する。バブリング床即ち定置型流動床及び循環床又は同伴床を特徴付ける流動化速度は、床の粒径及び密度によって制御される。反応器、例えば本発明と関連した燃焼器及びガス化装置の種類によっては、粒径及び密度により、バブリング床では１．５m/s（５ft/s）以下となり、完全同伴型流れ循環式流動床で４．６m/s （１５ft/s）以上で流れ、移行時の安定していないことが多い場合には１．５m/ s乃至４．６m/s（５ft/s乃至１５ft/s）で流れる。本発明についての適当な同伴流速度は、３．０m/s乃至１５．２m/s（１０ft/s乃至５０ft/s）であり、好ましくは、６．１m/s乃至１２．２m/s（２０ft/s乃至４０ft/s）である。１５．２m/s（５０ft/s）以上では、反応器及びサイクロンの重大な腐蝕が起こる。亜瀝青炭、褐炭、及び泥炭等の低等級の石炭は、この順で揮発分含有量が高くなる。本発明を様々な石炭について説明するが、揮発分を含有する適当な炭素質供給体には、オリマルション、オイルシェール、タールサンド、及びバイオマスも含まれる。揮発分が高い供給体に対して本発明の脱揮発方法を適用した結果、ガスタービンに過剰の燃料を送ることになり、及び従って、チャーＣＦＢボイラー流動化ガス及び燃焼用空気として効果的に使用されるタービンの排気が多過ぎる（この際、良好なボイラー効率のため、余分な空気が最小にならないようにする）場合には、タービンの排気の一部を熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）に取り出す。費用があまりかからないが効率が幾分劣る別の方法は、未処理の石炭をＣＦＢチャー燃焼ボイラーに或る程度加え、ボイラーが必要とする燃焼用空気の量を増大する方法であり、ガスタービンの排気によって完全に満足させることができる（ガスタービンの排気は、代表的には、約１５％のＯ₂を含み、これは、ＣＦＢボイラー燃焼空気供給として適当以上である）。更に、本発明に従って発生された、又は場合によってはＣＦＢボイラー燃焼用空気供給源用の従来の天然ガスを燃料としたタービンからのタービン排気を使用することによって、使用されるＯ₂の量が多ければ多い程（余分な空気が低ければ低い程）、高いボイラー効率が得られる。完全燃焼ＣＦＢボイラー燃焼器に供給されたタービン排気もまた、発生するＮＯ_xエミッションを、従来の空気供給式ＣＦＢボイラーよりも低くする。これは、煙道ガス再循環効果によりタービン排気のＯ₂含有量が低くなるためである（従来の２０％と比較して１２％乃至１５％である）。本発明のＣＦＢチャー燃焼ボイラー及びＣＦＢ脱揮発／熱分解装置は、ほぼ大気圧（０．１MPa乃至０．２MPa（１５PSIa乃至３０psia））、又はガスタービンの燃料供給圧力（１．０MPa乃至３．０MPa（１０気圧乃至３０気圧））で作動させることができる。二つの反応器の間の圧力差は、二つのベッセル間のガスシールが失われないようにするため、及び一方から他方にガスが漏れないようにするため、代表的には、０．１MPa（１気圧）以下に保持される。高圧で作動させた場合には、タービンは大気圧のＨＲＳＧに排気し、ＣＦＢチャーバーナーの燃焼用空気はガスタービンの空気圧縮器又は別の空気圧縮器によって供給される。プロセスは、補助のＨＲＳＧ付きで及びなしで作動できる。ＣＦＢチャー燃焼ボイラーへの補助の空気供給源又は補助の石炭供給源付きで又はこれらなしで作動できる。復熱器付きで又はなしで、及びガスタービン空気予熱器付きで又はなしで作動できる。ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置の作動温度が、脱揮発／熱分解を適切に行う上で不十分であり、ガスの発生量が不十分である場合には、生成ガスの燃焼熱をほとんど下げずに温度及び／又はガス発生量を上昇するため、蒸気及び／又は空気又は酸素をリサイクルされた流動化生成ガスに加えることができ、又はこのリサイクルされたガスの代わりに使用することができる。ＣＦＢチャー燃焼ボイラーは、更に、ＣＯ₂でなくＣＯ（これらは両方ともＮ₂で希釈される）を発生する準化学量論的状態で作動できる。この低燃焼熱のＣＯ燃料ガスを浄化し、圧縮し、高燃焼熱の生成ガスと混合し、そしてガスタービンで燃焼することができ、別の態様では、ガスタービンの圧縮空気の予熱又は高圧過熱流の発生のいずれかを行うため、点火した加熱器で別に燃焼させることができる。本明細書中で使用されているように、「低燃焼熱のガス」というのは、高い燃焼熱に基づいて、５６００kJ /m³（１５０Btu/SCF）以下のガスに関する。「中程度の燃焼熱のガス」というのは、高い燃焼熱に基づいて、５６００kJ/m³乃至１３０００kJ/m³（１５０Btu/SC F乃至３５０Btu/SCF）のガスを意味する。「高燃焼熱のガス」は、高い燃焼熱に基づいて、１３０００kJ/m³（３５０Btu/SCF）以上のガスである。本発明による熱搬送床材料は、不活性耐火材料（例えば砂、石英、シリカ、ガラス、等）、アルカリ吸着材（例えば石灰岩、苦灰石）、又は支持された触媒であるのがよい。本発明は、従来のＣＦＢ石炭ボイラー（ボイラー区分、同伴床燃焼区分、及び固形分／ガスセパレータ区分を備えている）及び商業的に入手できる従来のガスタービンを使用できるため、従って、ＣＦＢ石炭脱揮発／熱分解装置及びガスタービン（本質的には、第１図に示すような装置である）を付加することによって現存のＣＦＢ石炭ボイラーを改造し、効率及び出力を高めることができる。現存のＣＦＢボイラーを現在の技術で改造する上で必要とされる唯一の商業的に入手できない装置は、ＣＦＢ石炭脱揮発／熱分解装置である。この装置は、処理量が高い小型の簡単な構造であるため、比較的安価である。多くのガスタービンは、拡大容量（expander capacity）を有する。これは、これらのガスタービンの空気圧縮器の容量よりも１０％乃至２５％大きい。このようなガスタービンを使用する場合、生成ガスの冷却又はＣＦＢボイラーの煙道ガスの冷却による利用可能な低品位の排顕熱を使用し、清浄な生成ガスに水分を与えることができる。この技術は、タービンの出力を最大２０％上昇すると同時に熱消費率を或る程度改善する。本発明によれば、脱揮発装置での滞留時間は、（１）部分的に熱分解した揮発分からなる生成ガス及び（２）揮発分を実質的に除去した炭素質固形分供給体を発生するのに十分な０．５秒乃至５秒の期間である。部分的に分解した揮発分は、第１流動化ガスの幾分かを構成する。熱搬送材料は、約５４０℃乃至約１３１５℃（約１０００°Ｆ乃至約２４００°Ｆ）の第１温度でＣＦＢ脱揮発／熱分解装置に進入し、第１温度よりも低い第２温度で出る。これは、第１反応ゾーン（ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置）の吸熱条件のためである。ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置を作動させる、揮発分を除去した固形分の温度は、約５４０℃（１０００°Ｆ）以上であり、好ましくは約７６０℃（１４００°Ｆ）以上であり、最も好ましくは約９３０℃（１７０００°Ｆ）以上である。更に、揮発分を除去した固形分の温度は、約１３１５℃（２４００°Ｆ）以下であり、好ましくは約１２０５℃（２２００°Ｆ）以下であり、最も好ましくは約１０９０℃（２０００°Ｆ）以下である。ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置の作動温度が５４０℃（１０００°Ｆ）以下である場合には、揮発分が炭素質供給材料から上手く取り出されず、その結果、熱分解が不適切になる。１３１５℃（２４００°Ｆ）以上の温度では、ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置内で灰分のスラッギング及び融着が生じる。本発明のＣＦＢボイラーは、揮発分が実質的に除去されたＣＦＢ脱揮発／熱分解装置からの供給体を、酸素を含むタービンの排気ガスの存在下で、発熱反応する。この反応は、ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置の温度以上の温度で起こる。発熱反応は、揮発分が実質的に除去された供給体をほぼ完全に燃焼し、煙道ガスを発生するのに十分な期間に亘って起こる。高温の煙道ガス及び床材料を使用してタービン空気を予熱し、高圧蒸気を発生し、発熱反応によって放出された熱により熱搬送材料の温度を第２温度から第１温度と等しいか或いはそれ以上の温度に上昇する。本発明によるガスタービンでは、浄化済生成ガス及び圧縮空気を燃焼し、少なくとも４２５℃（８００°Ｆ）乃至約６５０℃（１２０００°Ｆ）の温度のタービン排気を形成する。更に、この排気は、ＣＦＢボイラーで使用するため、十分な酸素を含んでいる。第１Ａ図、第１Ｂ図、第２Ａ図、及び第２Ｂ図に示すシステムは、様々な処理工程間で移送される材料の流れ線を含む。これらの流れ線には、処理工程間での固形分及びガスの移送を補助するための、必要なバルブ及び当業者に周知の流量制御装置が含まれるが、これらは図示してない。必要な場合には、ポンプ、圧縮器、及びブロワーも使用できる。これらの装置の配置及び容量は当業者の技術の範囲内にある。第１Ａ図、第１Ｂ図、第２Ａ図、及び第２Ｂ図を参照して本発明を以下に説明する。第１Ａ図及び第１Ｂ図では、同伴流反応器又はＣＦＢ反応器（同意語として使用する）に合わせて予め破砕した最大０．６４cm（０．２５インチ）の最大粒径の未処理の石炭又は他の揮発分を含む炭素質供給体を、現存のＣＦＢボイラーで商業的に使用されている回転係止ホッパー、星状バルブ等の低圧型シールドフィーダー又は他の圧力シールドフィーダーを通して導入する。供給材料は、一つ又はそれ以上の供給ポート（１２）を通して同伴流ＣＦＢ反応器（１０）の底部に導入される。反応器（１０）は、耐火物でライニングしてあり、断熱してある。高温の熱搬送材料が、ＣＦＢボイラーシステム（３０）から、ライン（４５）を通して前記ＣＦＢ脱揮発／熱分解反応器（１０）の底部に供給され、一つ又はそれ以上の供給ポート（１２）を通る。供給材料及び高温固体熱搬送床材料は、リサイクルされた生成ガス（２４）である移送ガスによって、反応器（１０）を通る同伴流内を上方に搬送される。ガスの発生を高めるため、リサイクルされた生成ガス（２４）に蒸気及び／又は空気又は酸素を加えることができ、又は生成ガスを蒸気及び／又は空気又は酸素に代えることができる。移送ガスをライン（４０）及び商業的なＣＦＢボイラー及び反応器に共通の有孔ディストリビュータープレート（図示せず）を通して、反応器（１０）の底部を通して導入する。高温固体熱搬送材料及び原料供給材料は、安定した同伴流を維持するのに十分な速度（３．０m/s（１０ft/s）以上及び好ましくは４．６m/s（１５ft/s）以上）で反応器（１０）まで上方に移送される。材料の熱は、伝導、対流、及び輻射の伝熱態様の組み合わせで未処理の供給材料に伝えられる。これによって、供給材料から揮発分が追い出され、少なくとも部分的に分解され、低分子量の非凝縮性ガス（生成ガス）になる。固形分を反応器（１０）の頂部から取り出し、これを固形分−ガス分離システム（１４）に通す。このシステムは、一つ又はそれ以上のサイクロン型セパレータ、ラビリンス型セパレータ（Ｕ−ビーム型又は櫛型）又は商業的に使用されているＣＦＢボイラーシステムで一般的に使用されている同様の装置からなる。高温の生成ガスをセパレータ（１４）から取り出し、ライン（１８）に通す。このラインでは、ガスの熱の幾分かが生成ガス再過熱器（２０）で間接的に交換される。再過熱器では、ライン（４０）を通るＣＦＢ脱揮発流動化ガスとして使用される低温の浄化済み生成ガスの再過熱を行う。冷却生成ガスライン（１８）は、従来の設計の生成ガス急冷−浄化システム（２２）を通して搬送され、Ｈ₂Ｓ、粒状物質、及び凝縮性の液体を除去する。システム（２２）からの浄化済生成ガスを分け、生成ガスの一部をライン（２４）を通してリサイクルする。このライン（２４）では、低圧ブロワー（２６）によって反応器（１０）で流動化ガスとして使用するのに十分に圧力が高められる。ガス浄化システム（２２）からの生成ガスの大部分は、ガスタービン燃焼器（５６）に通される前に高圧ガス圧縮器（５８）で圧縮される。セパレータ（１４）から取り出された固形分は、ライン（４５）を通して脱揮発装置に供給される固形物よりも幾分低温である。これは、吸熱脱揮発−分解反応、並びに供給原料と関連した水分を蒸発させるのに必要な吸熱条件、及び供給材料を反応器の温度まで加熱する（これに加えて機器の断熱により失われる損失）ためである。システム（１４）からの分離された固形分には、熱搬送固体材料及び残留チャーの両方が含まれる。この材料は、セパレータの底部及びこれに連結された立て管（１５）では流動化されていない。この材料は、制御されたＬバルブ、Ｊバルブ、又はＣＦＢボイラー及び同様の流動化がなされたシステムで一般的に使用されている商業的に入手できる他の固形分再循環バルブ（１７）によってライン（１９）を通して搬送される。冷却された熱搬送材料は、チャーとともに、炉（３２）の底部に設けられた一つ又はそれ以上の供給ポート（３４）を通してＣＦＢボイラーシステムの炉（反応ゾーン３２）に導入される。ＣＦＢボイラーシステム（３０）は、従来の商業的設計のシステムであり、耐火物でライニングすることによって断熱された壁を備えているか或いは蒸気発生用水チューブ（水壁構造）でライニングされている。ＣＦＢボイラーシステム内で再循環させた高温の熱搬送材料を、一つ又はそれ以上のポート（３６）を介してＣＦＢ炉（３２）の底部に供給する。ガスタービンの排気をＣＦＢボイラー炉（３２）用の流動化ガスとして使用する。ガスタービンの排気は、ライン（６２）及びＣＦＢボイラー炉（３２）の底部に配置された従来の設計のディストリビュータープレート（図示せず）を通して導入される。タービンの排気が提供するＯ₂が、ＣＦＢボイラーシステム（３０）内のチャーを効率的に燃焼するには不十分である場合には、ライン（６４）を通して補助の燃焼用空気を加えることができる。脱揮発装置（１０）内で発生するチャーの量が、ガスタービンの排気ライン（６２）に含まれるＯ₂の量を効率的に使用するには不十分である場合には、ライン（６６）を通して補助の石炭供給をＣＦＢボイラー炉（３２）に加えてボイラーの良好な効率を維持することができる。固形分及びガスがＣＦＢボイラー炉（３２）の頂部を通って排出され、ガス／固形分セパレータ（３８）に導入される。分離されたガスは、従来の対流ボイラー区分（４０）に案内される。この区分は、過熱器、再加熱器、蒸気発生器、及びエコノマイザーを含む。分離された固形分は、セパレータ（３８）から流動化されていない立て管（３９）に導入され、ここで、ライン（４５）を介して固形分再循環制御バルブ（４１）を通ってＣＦＢ脱揮発／熱分解反応器（１０）に再び差し向けられるか或いは第２固形分循環制御バルブ（４２）を通ってＣＦＢボイラーの炉（３２）に再循環されて戻される。ＣＦＢボイラー装置から、過熱蒸気が、ランキンサイクル型システムを使用する従来の蒸気タービン発電機（７０）に、ライン（４４）を通って搬送される。このシステムは、凝縮器及び冷却塔を含み、このようなシステムで一般的な再過熱工程や給水過熱工程等を含んでも良いし含まなくてもよい。ＣＦＢボイラーの煙道ガスは、ボイラーの対流区分（４０）からライン（４６）を通して排出され、大気中に排出される前に代表的な汚染物制御機器及び煙突を通過する。清浄な圧縮された燃料ガスを従来の商業的ガスタービン燃焼器（５６）にライン（５７）を通して導入する。従来のガスタービンは、圧縮器区分（５０）及びタービン区分（５２）を含み、これらの区分は、圧縮器及び発電機の両方を駆動する。第１Ａ図及び第１Ｂ図では、揮発分が高い供給体を使用することによって、又は脱揮発装置でのガスの発生量を高めることによって、サイクル効率を最大にする。脱揮発装置でのガスの発生量は、供給エネルギの５０％乃至７５％をタービン（ブレイトンサイクル）ガス又は液体燃料に変換し、チャーの発生を、床砂の再加熱に必要とされる程度に制限するようになされる。サイクル効率は、高圧再加熱蒸気を発生することによっても最大になる。第２Ａ図及び第２Ｂ図には本発明の変形例が示してある。この実施例では、ガスタービン圧縮器の空気、即ち圧縮空気を、燃料ガスの燃焼前に最大可能な温度にまで予熱するため、幾つかの位置で熱を回収する。これにより、比較的効率的なガスタービン（ブレイトンサイクル）の動力出力の、比較的非効率な蒸気タービン（ランキンサイクル）の動力出力に対する比が最大になる。第１Ａ図及び第１Ｂ図と共通の方法で参照番号が附してあるが、第２Ａ図及び第２Ｂ図では、第１Ａ図及び第１Ｂ図の参照番号の前に「１」が付けてある。ＣＦＢの供給及び作動脱揮発／熱分解装置（反応器）は、第１Ａ図及び第１Ｂ図について説明したのと同じである。第１Ａ図及び第１Ｂ図におけるのと同様に、脱揮発／熱分解装置（１１０）からの低温の熱搬送固体床材料及びチャーをライン（１１５）を介して入口ポート（１３４）を通してＣＦＢボイラーの炉区分（１３２）に搬送する。次いで、炉の熱搬送固体及びガスを固形分−ガスセパレータ（１３８）に通す。断熱された立て管（１３９）内の分離された高温の固体の一部を制御バルブ（１４１）及びライン（１４５）を通して再循環し、ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置（１１０）に戻す。残りの熱搬送固体は、固体循環制御バルブ（１４２）及びライン（１３６）を通過した後、外部流動床タービン空気加熱器（１４８）に搬送される。復熱器（１６６）で再加熱した圧縮されたタービン空気を、ライン（１６７）を介して外部流動床空気加熱器（１４８）に通す。外部流動床タービン空気加熱器（１４８）は、定置型流動床の速度（２．１m/s（７ft/s）以下）に、好ましくは１．５m/s（５ft/s）以下に流動化される。ガスタービン排気ガスの一部がライン（１６２）及び（１６３）を介して搬送される。温度を高めたライン（１６９）内の予熱空気は、ライン（１６５）を介してタービン燃焼器に戻される。この外部流動床空気加熱器は、商業的に入手できるＣＦＢボイラーで現在使用されている外部流動床過熱器と同様である。外部流動床空気加熱器を出る幾分低温の床材料は、一つ又はそれ以上の入口ポート（１３５）を通してＣＦＢボイラー炉（１３２）の底部に導入される。ＣＦＢボイラーの煙道ガスは、粒子セパレータ（１３８）を出て、ボイラーの対流区分（１４０）に導入される。煙道ガスは、先ず最初に、熱を追加のガスタービン圧縮空気加熱器（１４３）に伝導することによって冷却される。加熱器（１４３）には、圧縮空気がライン（１６７）から供給される。加熱圧縮空気は、ライン（１６９）及び（１６５）を介してガスタービンの燃焼器に戻る。ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置（１１０）からライン（１１８）を通る高温の分解された揮発分（生成ガス）は、先ず最初に、追加のタービン圧縮空気加熱器（１１９）で冷却される。この加熱器（１１９）には、ガスタービン圧縮空気が供給ライン（１６７）から供給され、加熱圧縮空気をライン（１６５）に戻す。比較的低温の生成ガスを空気加熱器（１１９）から取り出し、高圧過熱蒸気を発生するボイラー（１２１）内で更に冷却する。この蒸気は、ライン（１４４）を介して蒸気タービン（１７０）まで搬送される。生成ガスは、その後、更に急冷され、浄化され、第１Ａ図及び第１Ｂ図で説明したようにガスタービンに搬送される。全てのガスタービン圧縮空気加熱器（１４８、１４３、及び１１９）で利用できる熱回収量は、材料の種類によって限定される。蒸気ボイラー過熱器で現在使用されている金属製のチューブは、約５９０℃（１１００°Ｆ）に限定される。開発中の高温金属合金及びセラミックスは、これよりも高い温度が可能である。タービン空気を、代表的には９８０℃（１８００°Ｆ）乃至１０９０℃（２０００°Ｆ）のＣＦＢボイラー床材料温度に近い温度まで予熱することによって、システムの全熱量のかなり大きな部分を、比較的非効率な蒸気タービンサイクルでなく、比較的効率的なガスタービンサイクルで使用できる。揮発分の高い供給体を使用することによって、ガスタービンで使用するための更に大量の生成ガスを発生でき、従って、ボイラーの効率を高めるのに必要な余分の空気の量（代表的には、化学量論的Ｏ₂必要量よりも少なくとも２０％高い）を最小に維持しながらＣＦＢボイラー（１３０）で効率的に使用できるよりも大量のタービン排気を発生できる。第２Ａ図及び第２Ｂ図に説明した変形例は、非効率なボイラーの効率を上げるのでなく、上文中に説明したように、補助の原料石炭供給体をライン（１６６）を通してＣＦＢボイラー炉（１３２）に直接的に導入するのである。しかしながら、更に望ましい変形例では、タービン排気の過剰の部分を、このような冷却されたガスタービン排気を排気用煙突に送る前に、商業的ガスタービン複合サイクル発電プラントで一般的な従来の熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）（１８０）にライン（１７９）を通して搬送する。ＨＲＳＧ（１８０）からの高圧及び中圧の蒸気を、ライン（１８２）及び（１８４）を通して蒸気タービンで使用する。本発明を特定の実施例と関連して説明したが、当業者には、本明細書及び添付図面から多くの変形及び変更が明らかであろう。従って、本発明は、添付の請求の範囲の精神及び範囲内の全ての変形及び変更を含もうとするものである。更に上掲の米国特許の要旨は、同特許に触れたことにより、本明細書中に組入れたものとする。本発明を特定の実施例と関連して説明したが、当業者には、本明細書及び添付図面から多くの変形及び変更が明らかであろう。従って、本発明は、添付の請求の範囲の精神及び範囲内の全ての変形及び変更を含もうとするものである。更に上掲の米国特許の要旨は、同特許に触れたことにより、本明細書中に組入れたものとする。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年８月２９日【補正内容】明細書流動床脱揮発装置及びボイラーを有する複合サイクル発電プラント発明の分野本発明は、循環流動床（「ＣＦＢ」）技術を使用した高効率石炭火力発電システム、及びこのようなシステムを使用して揮発分含有炭素質供給体で発電するための方法に関する。更に詳細には、本発明は、加熱を間接に行う完全同伴型流れ循環式流動床脱揮発／熱分解装置を使用することによって発電プラントの電力発生効率を上昇する複合蒸気−ガスタービン発電プラントに関する。この発電プラントは、ガスタービン出力（ブレイトンサイクル）の、蒸気タービン出力（ランキンサイクル）に対する比を最大にする。本発明は、更に、揮発分含有炭素質供給体から、このような発電プラントを使用して発電するための方法に関する。関連出願本願は、１９９５年９月１日に出願された米国特許出願第０８／５２２，７６３号の一部継続出願である。同特許出願に触れたことにより、その特許に開示されている全ての内容は本明細書中に組入れたものとする。発明の背景ここ数年に亘る燃焼用タービンの発達により、天然ガスを燃料とするガスタービンを備えた複合サイクルプラントの効率が高まり、きれいになり、信頼性が上昇した。このため、天然ガスを例えばパイプラインを介して容易に入手できる場所では、好ましい新たな発電方法となった。新型の天然ガス複合サイクルプラントの発電費用は、現在、石炭が天然ガスの６０％の価格で提供される場合でも、微粉炭を用いる同規模の又は大型のプラントでの発電費用の約６０％である。ベイリーの米国特許第３，８５３，４９８号には、定置型（バブリング流動床）発熱チャー燃焼器からの高温の床材料を使用し、吸熱定置（バブリング床）脱揮発装置（ガス化装置又は熱分解装置としても知られている）に供給されたバイオマスを間接的に乾燥し且つ脱揮発する、間接加熱式のバイオマスガス化装置が記載されている。ベイリーのプロセスで使用されるバイオマスは、揮発分が高い（８０重量％以上）ため、脱揮発装置の吸熱条件を満たす上で、チャーの燃焼熱の大部分又は全てが必要とされる。この理由のため、ベイリーのバイオマスガス化装置は石炭には適していない。複合サイクル発電プラントに組み込まれない。フェルドマン等の米国特許第４，８２８，５８１号には、間接加熱式のバイオマスガス化／脱揮発装置のベッセルの特定の設計についての、ベイリーの特許の改良が記載されている。米国特許第４，８２８，５８１号には、２ゾーン型間接加熱式バイマス脱揮発装置が記載されている。初期流動化速度は、ベイリーの場合と同様に、蒸気又はリサイクルした生成ガスを初期流動化に使用する定置の即ちバブリング領域において、７ft/s以下である。しかしながら、揮発分の高いバイオマス供給体をひとたびこの第１ゾーンに入れると、バイオマスが含む大量の揮発分及び水分が迅速に放出され、床材料の流れを残留チャーと完全に同伴するのに十分な速度１５ft/sが発生する。米国特許第４，８２８，５８１号で使用されたベッセルは、長さの直径に対する比が、ベイリーの脱揮発装置よりも高い（６：１以上）。更に、ベッセルの単位断面積あたりの処理量は、定置型（バブリング）床バイオマスガス化装置の約１０倍である。米国特許第４，８２８，５８１号の脱揮発装置を石炭で使用すること、複合サイクル発電プラントに組み込むことは記載されていない。フェルドマンの２ゾーン型脱揮発装置のベッセル設計は、多くの石炭について作動しない。これは、石炭が放出する水分及び揮発分が、定置床（バブリング）流動化速度を、上述の７ft/sから、安定した同伴流に必要な１５ft/s以上に上昇するには不十分であるためである。同伴流に対してぎりぎり十分の揮発分を放出できる、低等級の水分量が高い石炭については、２ゾーンガス化装置のベッセルは、上述の７ft/s以下の「第１空間」速度を有するが、複雑さが増すばかりでそれに見合う利点が得られない。ベイリーの装置と同様に、ベッセルは複合サイクル発電プラントに組み込まれていない。シェメノーの米国特許第４，９０１，５２１号には、循環式流動床（ＣＦＢ）ボイラー又はバブイング流動床ボイラーのいずれかを使用する石炭火力複合ガスタービン−蒸気タービン発電プラントが記載されている。一実施例では、ＣＦＢボイラーの高温の床材料は、ＣＦＢ床戻し導管で原料炭供給体の一部だけと直接的に接触する。この技術は、流動ゾーンを形成しない。その結果、石炭揮発分のほんの一部しかガスタービンの燃料として使用するために利用できず、回収されない。別の実施例では、定置型（バブリング床）石炭燃焼器（ＣＦＢでない）を定置型（バブリング）流動床脱揮発装置（脱気／ガス化装置と呼ばれる）とともにベイリーと同様の方法で使用する。しかしながら、石炭を使用するのであってバイオマスを使用するのではない。この脱揮発装置は、ＣＯ₂及びＮ₂を含むボイラー排気ガスで流動化され、かくして、生成ガスのＢｔｕを大幅に低下する。更に、シェメノーの定置型流動床脱揮発装置を使用すると、処理量が低下してしまう。更に、熱分解の程度がＣＦＢ脱揮発装置で可能であるよりも低いため、生成ガスが大量のタール分及びかなりの水分を含む。シェメノーは、効率が比較的高いガスタービン出力の、低効率が比較的低い蒸気出力に対するの比を最大にすることを教示も提案もしていない。これは、（１）原料炭の全部でなく一部だけを脱揮発装置に供給するため、（２）タービン排気ガスの顕熱の一部が、タービン燃焼器（復熱器）の前に、タービンの空気圧縮器の排気の予熱に使用されないため、（３）生成ガスの顕熱の一部がガスタービンの圧縮器の排気の予熱に使用されないため、（４）流動床ボイラーの床材料の一部又は排気ガス顕熱が、ガス圧縮器の排出空気の予熱に使用されないため、（５）脱揮発装置が、発生した揮発分の一部が燃焼器又はその排気に漏出しないようにするための積極的ガスシール手段を備えていないため、（６）蒸気及び空気又は酸素を脱揮発装置に加えることによって、必要な場合に、燃焼性ガスの発生が、増大されないためである。ガウンダーの米国特許第５，２５５，５０７号には、石炭ＣＦＢボイラーをガスタービンサイクルと一体化し、外部流動床ガスタービン空気加熱器と組み合わせた復熱器を使用することが記載されている。しかしながら、米国特許第５，２５５，５０７号には、石炭ＣＦＢボイラーをこのＣＦＢボイラーの高温の床材料で間接的に加熱される脱揮発装置と一体化することは記載されていない。米国特許第５，２５５，５０７号には、ガスタービンサイクル出力の、蒸気タービンサイクル出力に対する比を最大にすることは教示も提案もされていない。これは、（１）原料炭の一部がＣＦＢボイラーに直接的に供給されるためであり、（２）ガス化装置からの顕熱がガスタービン圧縮器空気の予熱に使用されないためであり、（３）ＣＦＢボイラー排気ガスからの顕熱がガスタービン圧縮器空気の予熱に使用されないためである。米国特許第５，２５５，５０７号では、ガスタービン燃料入力の一部が、石炭ガスでなく天然ガスの「第１燃料源」によって供給される。パイプラインを介して天然ガスを利用できる場合には、石炭を使用する今日の発電技術を使用して経済的であることは稀である（これは、１kWhの電力出力に対し、資本費が２倍乃至３倍であり、燃料効率が２０％乃至３５％低く、作動及び保守に要する費用が２倍高いためである）。ダイエッツの欧州特許第６０２，７９５号には、複合材料システムにガウンダーと同様の方法で組み込んだＣＦＢユニットが記載されている。発明の概要本発明は、発電システム及びプロセスに関する。揮発分含有炭素質供給体、例えば石炭を燃料とする、複合ガスタービンサイクル（ブレイトンサイクル）−蒸気タービンサイクル（ランキンサイクル）発電プラントを提供する。この発電プラントでは、ガスタービンは、従来の完全同伴床（「ＣＦＢ」）石炭ボイラー及び完全同伴床（「ＣＦＢ」）脱揮発／熱分解装置と完全に一体化してある。別の態様では、揮発分供給体は、ピッチ、オリマルション、重油、シェール、タールサンド、又はバイオマスである。本発明のＣＦＢ脱揮発／熱分解装置は、炭素質供給体、例えば石炭の揮発分を取り出して分解するのに必要な吸熱を間接的に供給するため、ＣＦＢボイラーの高温の床材料を使用する。ＣＦＢボイラーは、ＣＦＢボイラーの流動化ガス及び燃焼空気供給の全部又は一部についてガスタービンの排気ガスを使用する。ガスタービンの熱入力の一部は、ＣＦＢボイラーの高温の床材料及び高温の煙道ガス、及び燃料ガスの冷却によって提供され、かくして、ガスタービンの燃焼器が必要とする燃料を減少し、比較的高効率で資本費が低いブレイトンサイクルの動力出力の、比較的低効率で資本費が低いランキンサイクルの動力出力に対する比を最大にする。別の態様では、リサイクルされた生成ガスの幾分か又は全部に代えて、蒸気及び空気又は酸素を脱揮発／熱分解装置の流動化ガスとして使用することによって、ブレイトンサイクルの、ランキンサイクル出力に対する比を最大にできる。かくして、生成ガスの発生量を増大し、揮発分が少ない供給体からのチャーの発生量を減少する。この実施例では、ガスタービンの熱入力の一部が熱交換器を介して提供される。間接的に加熱される完全同伴型流れ循環式流動床脱揮発／熱分解装置を同伴速度に合わせて流動化し、かくして、再循環させた分解された石炭揮発分（生成ガス）を発生する。揮発分の低い供給体を使用した場合又はガスの発生量が高いのが望ましい場合には、蒸気及び空気又は酸素を生成ガスに加え、又はこれらを生成ガスに代える。ＣＦＢボイラーは、揮発分を除去した石炭又は他の揮発分を除去した供給体（チャー）を受け入れ、床材料の温度が幾分低く、チャーを燃焼して床材料を再加熱し、ランキン出力サイクルの、場合によってはブレイトン材料の熱エネルギの一部を提供する。従って、本発明の目的は、任意の所与の揮発分含有量の石炭について、ガスタービンの動力出力を、蒸気タービンの動力出力に対して最大にすることによって従来技術の欠点を解決することである。本発明の別の目的は、利用できる全ての高品位の（高温）の熱を使用し、ガスタービン圧縮器空気を燃料ガスの燃焼前に予熱することによって、ブレイトンサイクルの、ランキンサイクルの動力出力に対する比を最大にすることである。本発明の更に別の目的は、ガスタービン排気（復熱器を介して）、高温の生成ガス（熱分解した石炭揮発分）、ＣＦＢボイラー床材料、及び高温のＣＦＢボイラーの煙道ガスから熱を回収し、ガスタービン圧縮器の空気を予熱することである。本発明の別の目的は、全ての炭素質供給体から揮発分を取り出して熱分解し、発電システム用の生成ガスを発生することである。本発明の別の目的は、揮発分の供給量が低い場合でも、蒸気、及び空気、又は酸素を脱揮発装置に導入することによって、比較的効率的なブレイトンサイクルの出力を増大することである。これは、ガスの発生量を増大し、チャーの発生量を減少し、熱をガスタービン（ブレイトンサイクル）に伝達するために熱交換器を使用する場合よりも費用に関して効果的である。本発明の他の目的は、全ての品位の石炭の揮発分を使用し、石炭を使用する発電システムの効率を高めることである。本発明の更に他の目的は、ガスタービン圧縮器空気をガスタービン燃焼器に導入する前に予熱するのに効果的に使用できない余分な熱で蒸気（過熱蒸気及び再加熱蒸気を含む）だけを発生する（蒸気サイクルの効率が実際上最高である）ことである。本発明の別の目的は、タービン排気中の利用可能な全ての酸素を、揮発分を実質的に除去した炭素質供給体とのＣＦＢボイラーでの発熱反応で使用することである。本発明の別の目的は、大気圧で作動するＣＦＢ脱揮発／熱分解装置を、発熱ボイラー燃焼器及びＣＦＢ脱揮発／熱分解装置からの生成ガスを燃料とするガスタービンとともに使用することによって、石炭を使用する現存の発電システムを改良することである。本発明の別の目的は、化学プラント又は一般への供給（都市ガス）での輸出使用するため、余分な生成ガスを発生することである。ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置を本発明で使用することによって得られる利点は、この装置の処理量が大きいこと、及びタール及び凝縮性オイルの発生量が他の反応器よりも少ないことである。脱揮発プロセスの作動にチャーの一部を使用することによって得られる別の利点は、ガスタービンの頂部から投入される燃料として使用するため、分解された全ての石炭揮発分が保存されるということである。大気圧又はガスタービン圧力の空気又は高価な酸素を用いた部分的酸化による従来の全石炭ガス化と比較した本発明の石炭脱揮発−熱分解プロセスの利点は、本発明の場合には、ガス化吸熱条件が低いけれども４５０Btu/SCF以上のガスを発生するのに対し、酸素を吹き付けてガス化を行う場合には３００Btu/SCF以下、空気を吹き付けてガス化を行う場合には１５０Btu/SCF以下であるということである。本発明による別の利点は、多くの商業的ガスタービンにおいて、結果的に得られた生成ガスが天然ガスの直接的代替物であり、ガスの容積が小さいため、ガスの圧縮によるエネルギ損失、潜熱損失、及びガス浄化器の大きさ及び費用が小さくなるということである。本発明による更に別の利点は、アルカリ硫化物吸着材をＣＦＢボイラー及び脱揮発装置の再循環床材料で使用することであり、大量の硫黄がＨ₂Ｓを捕捉し、Ｈ₂Ｓを除去する必要をなくす。本発明の別の利点は、プロセスが大気圧で又はガスタービン供給圧力のいずれかで使用できるということである。ガスタービン供給圧力では、タービン排気は従来のＨＲＳＧに進入し、ＣＦＢチャー燃焼器への供給空気として使用されない。かくして、ＣＦＢチャー燃焼器への加圧供給空気は、ガスタービン空気圧縮器排気の一部によって提供される。本発明の更に別の利点は、ガスタービン排気ガス出力がＣＦＢボイラーで必要とされる燃焼用空気を越えたとき、又はプロセスが加圧モードで作動している場合に補助ＨＲＳＧ付きで又はなしでプロセスを実行できるということである。本発明の別の利点は、外部又は内部の床ガスタービン空気予熱器のＣＦＢボイラー付きで又はなしでプロセスを使用できるということである。本発明の特徴には、石炭チャー又は他の供給チャーの発生が、燃焼用空気を供給するためにタービン排気を完全に使用するのに不十分である場合に、ＣＦＢボイラーに対して部分的補助原料炭又は他の供給体を使用するという特徴（効率が或る程度犠牲になる）、ガスタービン排気のＯ₂が不十分である場合又はサイクルを簡単にするのが望ましい場合に、部分的な又は完全なＣＦＢボイラー補助空気供給を使用するという特徴（効率が或る程度犠牲になる）、（１）ガスタービン（ブレイトンサイクル）出力を最大にするためにガスを追加に発生し、チャーの発生量を小さくすることが必要な場合、又は（２）ＣＦＢボイラー再循環高温床材料で揮発分の除去及び熱分解を完全に行うには熱又は温度が不十分である場合に、脱揮発／熱分解装置への蒸気及び／又は部分的又は酸素空気供給又は高温生成ガス流を使用するという特徴、揮発分を石炭から取り出して熱分解した高Ｂｔｕ生成ガスを冷却でき（熱交換器又は水冷式急冷器を用いる）、粒子、凝縮体、及び酸性のガスをガスタービンでの使用前（脱揮発装置の流動化ガスとして一部をリサイクルした後）に除去でき、即ち高温ガス浄化方法を使用でき、ガスタービンの効率を改善するために顕熱を保存するという特徴、及びＣＦＢボイラーを還元（準化学量論的状態）モードで作動でき、ＣＯ燃料ガスを発生して高Ｂｔｕのガスに加え、又は作動中のガスタービンの空気又は蒸気熱交換器を介して間接的に使用するという特徴が含まれるが、これらの特徴に限定されない。従って、本発明の一つの特徴は、炭素質供給体を用いて発電を行うプロセスにおいて、ａ．第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンであって、これらのゾーンを通って熱搬送材料のループが連続的に循環し、第１及び第２の流動化ガスによって夫々流動化される、第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンを提供する工程と、ｂ．揮発分含有炭素質供給体を第１完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入する工程と、ｃ．約１０００°Ｆ乃至約２４００°Ｆの第１温度で第１反応ゾーンに進入し、第１反応ゾーンの吸熱条件のため第１温度よりも低い第２温度で出る熱搬送材料によって、炭素質供給体を、（１）部分的に熱分解された揮発分からなる生成ガス、及び（２）揮発分を実質的に除去した炭素質供給体を発生するのに十分な期間に亘って加熱する工程と、ｄ．揮発分を実質的に除去した供給体及び熱搬送材料を生成ガスから分離し、生成ガスの幾分かを第１流動化ガスの主部としてリサイクルする工程と、ｅ．第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに、揮発分を実質的に除去した炭素質供給体及び熱搬送材料を工程ｄから導入し、第２流動化ガスとして酸素含有タービン排気ガスを使用する工程と、ｆ．揮発分を実質的に除去した炭素質供給体を、酸素含有タービン排気ガスの存在下で、第１反応ゾーンの温度以上の温度で、揮発分を実質的に除去した炭素質供給体を完全燃焼させるのに十分な時間に亘って発熱反応し、煙道ガスを発生し、ガスタービン用の圧縮空気供給体を予熱し、蒸気タービンに搬送されて電力を発生する高圧蒸気を発生し、熱搬送材料の温度を第２温度から第１温度まで上昇させる工程と、ｇ．生成ガス及び空気をガスタービンに導入し、生成ガス及び空気をガスタービン内で燃焼することによって電力を提供し且つ少なくとも８００°Ｆ乃至約１２００°Ｆの温度の酸素含有タービン排気を発生する工程と、ｈ．工程ｇの酸素含有タービン排気ガスを第２反応ゾーンに第２流動化ガス及び唯一の又は主要な燃焼空気供給としてリサイクルする工程とを有することを特徴とするプロセスである。別の特徴では、本発明はシステムに関し、このシステムは、少なくとも、ａ．揮発分含有炭素質供給体から揮発分を取り出してこれを熱分解するための、熱搬送材料からなる循環床を含み、炭素質供給体の揮発分を実質的に除去でき且つ生成ガスを発生できる第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器であって、１．揮発分が除去されて熱分解される揮発分含有炭素質供給体を導入するための入口と、２．揮発分が実質的に除去された供給体及び循環する熱搬送材料を生成ガスから分離するためのセパレータであって、熱を回収し且つスクラバーに入れるため、分離された生成ガスを取り出すための出口を持つセパレータと、３．生成ガスから顕熱を回収するために出口に連結された第１熱回収システムと、４．第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器用の流動化ガスの部分として使用するため、生成ガスの幾分かを戻すための第１リサイクルラインと、５．特に、揮発分が少ない供給体について、蒸気及び／又は空気又は酸素を導入し、ガスの発生量を増大し、チャーの発生量を減少するための任意の補助ポートとを有する第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器と、ｂ．炉区分、ボイラー区分、固形分／ガスセパレータ区分及び熱搬送材料からなる連続循環床を持ち、かくして、揮発分が実質的に除去された炭素質供給体と酸素含有タービン排気ガスとの間で発熱反応を行って煙道ガス、高圧蒸気、及び予熱ガスタービン圧縮空気を発生し、熱搬送材料を第１温度と等しいか或いはそれ以上の温度まで再加熱できる第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器と、ｃ．分離された、揮発分が実質的に除去された炭素質供給体及び熱搬送材料の一方の部分を第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器から第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器内に搬送するため、セパレータと流れ連通した第１流れラインと、ｄ．熱搬送材料を第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器のセパレータ区分から第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器内に搬送するための第２流れラインと、ｅ．窒素及び硫黄を含む汚染物を除去し、浄化済生成ガスを製造するため、生成ガスを第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器からスクラビングシステムに搬送する第３流れラインと、ｆ．浄化済生成ガスの第１部分を第１完全同伴型流れ循環式流動床ガス化装置に搬送し、第２部分を、電力を発生するガスタービン燃料用の圧縮生成ガスを発生するため、圧縮器に搬送する第４流れラインと、ｇ．ガスタービン用圧縮空気供給体を形成するためのガスタービン空気圧縮器と、ｈ．ガスタービン用圧縮空気をガスタービン燃焼器に搬送するための第５流れラインと、ｉ．浄化済生成ガスの第２部分を受け入れてこれを圧縮空気で燃焼することによって電力源を提供し且つ再使用可能なタービン排気を発生するため第４及び第５搬送手段に連結されており、タービン排気を第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器に流動化ガスとして導入するための第６流れラインを含むガスタービン燃焼器とを有することを特徴とする。本発明のこれらの及び他の目的、利点、及び特徴は、以下の詳細な説明及び添付図面から明らかになるであろう。図面の簡単な説明第１Ａ図及び第１Ｂ図は、ガスタービン燃焼器用の圧縮空気供給体の予熱を行わない、本発明による第１実施例を示すフローチャートである。全体としての効率を或る程度犠牲にすることにより、発電サイクルが簡単にされている。供給体に含まれる揮発分が、タービン出力（ブレイトンサイクル）を蒸気タービン出力（ランキンサイクル）に対して最大にするのに十分な燃料ガスを発生するには不十分である場合には、補助流動化蒸気及び／又は空気又は酸素を脱揮発装置で使用し、部分的酸化によりガスの出力を増大し、チャーの出力を減少する。第２Ａ図及び第２Ｂ図は、タービン排気熱、生成ガスの顕熱、ＣＦＢボイラーの床材料の熱、及びＣＦＢボイラーの煙道ガスの熱の大部分を使用してガス圧縮器の排気空気をガスタービン燃焼器に導入される前に予熱することによって、ガスタービン（ブレイトンサイクル）動力出力を最大にし、これと対応して蒸気タービン（ランキンサイクル）出力を減少した、本発明による第２実施例を示すフローチャートである。発明の詳細な説明本発明は、複合サイクル発電プラント（「ＣＣＰＰ」）プロセス及びこれを実施するための装置を提供する。かくして、本発明は、揮発分を除去した石炭チャーを燃焼するＣＦＢボイラー（例えば、反応器、反応ゾーン）と、ＣＦＢ石炭脱揮発／熱分解装置（例えば、反応器、反応ゾーン）とを一体化する。脱揮発／熱分解装置を、前記ＣＦＢ石炭チャー燃焼ボイラーから再循環させた高温の固体粒子で間接的に加熱する。熱分解した石炭揮発分の一部を再循環することによって、同伴速度に合わせて流動化する。熱分解した石炭揮発分がガスタービンの燃料である。ガスタービンの排気は、流動化ガスとして及びＣＦＢ石炭チャー燃焼ボイラー用燃焼空気源としての両方で使用される。本発明の好ましい実施例では、圧縮空気とも呼ばれるガスタービン圧縮器の排出空気（代表的には、６０００°Ｆ乃至７０００°Ｆ）を予熱する。予熱は、ガスタービンの排気（代表的には、９００°Ｆ乃至１２００°Ｆ）及び／又は生成ガス（分解した石炭揮発分）からの顕熱及び／又はチャー燃焼ＣＦＢボイラーの高温床材料及び／又は排気ガス（煙道ガス）によって与えられる。これにより、所与の含有揮発分の石炭について、高効率で資本費が低いブレイトンサイクルの電力出力（ガスタービンサイクル）の、低効率で資本費が高いランキンサイクルの電力出力（蒸気サイクル）に対する比が最大になる。実際には、チャーＣＦＢボイラーが１５００°Ｆ乃至２０００°Ｆの床温度で作動し、ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置がこれよりも僅かに低い温度で作動するため、２３５０°Ｆ（将来のタービンの設計については２５００°Ｆが提案されている）の現在のガスタービンの最大燃焼温度に到達するために大量の生成ガスを使用しなければならない。タービンの空気圧縮器の排出空気を１２００°Ｆ以上に加熱することは、金属製の熱交換表面よりもセラミック製の熱交換器に適している。石炭の揮発分は、石炭の品位又は等級に従って大きく変化する。無煙炭は揮発分をほとんど含んでおらず、本発明の熱力学的サイクルに適していない。本発明で使用される炭素質供給体は、ガスタービン用の十分な燃料、例えば生成ガスを発生させるため、揮発分を２０％以上含んでいなければならない。揮発分の少ない燃料についてのガスの生産量を増大させるため、補助の蒸気及び／又は空気又は酸素を使用できる。使用できる炭素質供給体の揮発分には上限がない。揮発分の高い供給体に関し、ガスタービン熱回収蒸気発生装置即ちＨＲＳＧとしても役立つＣＦＢボイラーのランキンサイクルの効率を最良にする上でチャーが不十分である場合には、補助の燃料又は生成ガスの一部を前記ボイラーで使用できる。瀝青炭は、代表的には、揮発分を２０重量％乃至３０重量％含み、良好に使用できる。瀝青炭から生成した揮発分の燃焼によって提供されるガスタービンの排気が、ＣＦＢチャーボイラーの燃焼空気供給についての全ての必要条件を満たすには不十分である場合には、補助の燃焼空気を加えるのがよい。石炭の揮発分含有量に拘わらず、リサイクルされた生成ガスの部分を増大させるだけで及び／又は補助の蒸気及び空気又は酸素を使用するだけで、ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置を完全同伴流速度に流動化するのに十分な石炭揮発分が常に存在する。バブリング床即ち定置型流動床及び循環床又は同伴床を特徴付ける流動化速度は、床の粒径及び密度によって制御される。反応器、例えば本発明と関連した燃焼器及びガス化装置の種類によっては、粒径及び密度により、バブリング床では５ft/s以下となり、完全同伴型流れ循環式流動床で１５ft/s以上で流れ、移行時の安定していないことが多い場合には５ft/s乃至１５ft/sで流れる。本発明についての適当な同伴流速度は、１０ft/s乃至５０ft/sであり、好ましくは、２０ft/s 乃至４０ft/sである。５０ft/s以上では、反応器及びサイクロンの重大な腐蝕が起こる。亜瀝青炭、褐炭、及び泥炭等の低等級の石炭は、この順で揮発分含有量が高くなる。本発明を様々な石炭について説明するが、揮発分を含有する適当な炭素質供給体には、オリマルション、オイルシェール、タールサンド、及びバイオマスも含まれる。揮発分が高い供給体に対して本発明の脱揮発方法を適用した結果、ガスタービンに過剰の燃料を送ることになり、及び従って、チャーＣＦＢボイラー流動化ガス及び燃焼用空気として効果的に使用されるタービンの排気が多過ぎる（この際、良好なボイラー効率のため、余分な空気が最小にならないようにする）場合には、タービンの排気の一部を熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）に取り出す。費用があまりかからないが効率が幾分劣る別の方法は、未処理の石炭をＣＦＢチャー燃焼ボイラーに或る程度加え、ボイラーが必要とする燃焼用空気の量を増大する方法であり、ガスタービンの排気によって完全に満足させることができる（ガスタービンの排気は、代表的には、約１５％のＯ₂を含み、これは、ＣＦＢボイラー燃焼空気供給として適当以上である）。更に、本発明に従って発生された、又は場合によってはＣＦＢボイラー燃焼用空気供給源用の従来の天然ガスを燃料としたタービンからのタービン排気を使用することによって、使用されるＯ₂の量が多ければ多い程（余分な空気が低ければ低い程）、高いボイラー効率が得られる。完全燃焼ＣＦＢボイラー燃焼器に供給されたタービン排気もまた、発生するＮ０_xエミッションを、従来の空気供給式ＣＦＢボイラーよりも低くする。これは、煙道ガス再循環効果によりタービン排気のＯ₂含有量が低くなるためである（従来の２０％と比較して１２％乃至１５％である）。本発明のＣＦＢチャー燃焼ボイラー及びＣＦＢ脱揮発／熱分解装置は、ほぼ大気圧（１５psia乃至３０psia）、又はガスタービンの燃料供給圧力（１０気圧乃至３０気圧）で作動させることができる。二つの反応器の間の圧力差は、二つのベッセル間のガスシールが失われないようにするため、及び一方から他方にガスが漏れないようにするため、代表的には、１気圧以下に保持される。高圧で作動させた場合には、タービンは大気圧のＨＲＳＧに排気し、ＣＦＢチャーバーナーの燃焼用空気はガスタービンの空気圧縮器又は別の空気圧縮器によって供給される。プロセスは、補助のＨＲＳＧ付きで及びなしで作動できる。ＣＦＢチャー燃焼ボイラーへの補助の空気供給源又は補助の石炭供給源付きで又はこれらなしで作動できる。復熱器付きで又はなしで、及びガスタービン空気予熱器付きで又はなしで作動できる。ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置の作動温度が、脱揮発／熱分解を適切に行う上で不十分であり、ガスの発生量が不十分である場合には、生成ガスの燃焼熱をほとんど下けずに温度及び／又はガス発生量を上昇するため、蒸気及び／又は空気又は酸素をリサイクルされた流動化生成ガスに加えることができ、又はこのリサイクルされたガスの代わりに使用することができる。ＣＦＢチャー燃焼ボイラーは、更に、ＣＯ₂でなくＣＯ（これらは両方ともＮ₂で希釈される）を発生する準化学量論的状態で作動できる。この低ＢｔｕのＣＯ燃料ガスを浄化し、圧縮し、高Ｂｔｕの生成ガスと混合し、そしてガスタービンで燃焼することができ、別の態様では、ガスタービンの圧縮空気の予熱又は高圧過熱流の発生のいずれかを行うため、点火した加熱器で別に燃焼させることができる。本明細書中で使用されているように、「低ＢＴＵのガス」というのは、高い燃焼熱に基づいて、１５０Btu/ SCF 以下のガスに関する。「中程度のＢＴＵのガス」というのは、高い燃焼熱に基づいて、１５０Btu/SCF乃至３５０Btu/SCFのガスを意味する。「高ＢＴＵのガス」は、高い燃焼熱に基づいて、３５０Btu/SCF以上のガスである。本発明による熱搬送床材料は、不活性耐火材料（例えば砂、石英、シリカ、ガラス、等）、アルカリ吸着材（例えば石灰岩、苦灰石）、又は支持された触媒であるのがよい。本発明は、従来のＣＦＢ石炭ボイラー（ボイラー区分、同伴床燃焼区分、及び固形分／ガスセパレータ区分を備えている）及び商業的に入手できる従来のガスタービンを使用できるため、従って、ＣＦＢ石炭脱揮発／熱分解装置及びガスタービン（本質的には、第１図に示すような装置である）を付加することによって現存のＣＦＢ石炭ボイラーを改造し、効率及び出力を高めることができる。現存のＣＦＢボイラーを現在の技術で改造する上で必要とされる唯一の商業的に入手できない装置は、ＣＦＢ石炭脱揮発／熱分解装置である。この装置は、処理量が高い小型の簡単な構造であるため、比較的安価である。多くのガスタービンは、拡大容量（expander capacity）を有する。これは、これらのガスタービンの空気圧縮器の容量よりも１０％乃至２５％大きい。このようなガスタービンを使用する場合、生成ガスの冷却又はＣＦＢボイラーの煙道ガスの冷却による利用可能な低品位の排顕熱を使用し、清浄な生成ガスに水分を与えることができる。この技術は、タービンの出力を最大２０％上昇すると同時に熱消費率を或る程度改善する。本発明によれば、脱揮発装置での滞留時間は、（１）部分的に熱分解した揮発分からなる生成ガス及び（２）揮発分を実質的に除去した炭素質固形分供給体を発生するのに十分な０．５秒乃至５秒の期間である。部分的に分解した揮発分は、第１流動化ガスの幾分かを構成する。熱搬送材料は、約１０００°Ｆ乃至約２４００°Ｆの第１温度でＣＦＢ脱揮発／熱分解装置に進入し、第１温度よりも低い第２温度で出る。これは、第１反応ゾーン（ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置）の吸熱条件のためである。ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置を作動させる、揮発分を除去した固形分の温度は、約１０００°Ｆ以上であり、好ましくは約１４００°Ｆ以上であり、最も好ましくは約１７００°Ｆ以上である。更に、揮発分を除去した固形分の温度は、約２４００°Ｆ以下であり、好ましくは約２２００°Ｆ以下であり、最も好ましくは約２０００°Ｆ以下である。ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置の作動温度が１０００°Ｆ以下である場合には、揮発分が炭素質供給材料から上手く取り出されず、その結果、熱分解が不適切になる。２４００°Ｆ以上の温度では、ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置内で灰分のスラッギング及び融着が生じる。本発明のＣＦＢボイラーは、揮発分が実質的に除去されたＣＦＢ脱揮発／熱分解装置からの供給体を、酸素を含むタービンの排気ガスの存在下で、発熱反応する。この反応は、ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置の温度以上の温度で起こる。発熱反応は、揮発分が実質的に除去された供給体をほぼ完全に燃焼し、煙道ガスを発生するのに十分な期間に亘って起こる。高温の煙道ガス及び床材料を使用してタービン空気を予熱し、高圧蒸気を発生し、発熱反応によって放出された熱により熱搬送材料の温度を第２温度から第１温度と等しいか或いはそれ以上の温度に上昇する。本発明によるガスタービンでは、浄化済生成ガス及び圧縮空気を燃焼し、少なくとも８００°Ｆ乃至約１２００°Ｆの温度のタービン排気を形成する。更に、この排気は、ＣＦＢボイラーで使用するため、十分な酸素を含んでいる。第１Ａ図、第１Ｂ図、第２Ａ図、及び第２Ｂ図に示すシステムは、様々な処理工程間で移送される材料の流れ線を含む。これらの流れ線には、処理工程間での固形分及びガスの移送を補助するための、必要なバルブ及び当業者に周知の流量制御装置が含まれるが、これらは図示してない。必要な場合には、ポンプ、圧縮器、及びブロワーも使用できる。これらの装置の配置及び容量は当業者の技術の範囲内にある。第１Ａ図、第１Ｂ図、第２Ａ図、及び第２Ｂ図を参照して本発明を以下に説明する。第１Ａ図及び第１Ｂ図では、同伴流反応器又はＣＦＢ反応器（同意語として使用する）に合わせて予め破砕した最大０．２５インチの最大粒径の未処理の石炭又は他の揮発分を含む炭素質供給体を、現存のＣＦＢボイラーで商業的に使用されている回転係止ホッパー、星状バルブ等の低圧型シールドフィーダー又は他の圧力シールドフィーダーを通して導入する。供給材料は、一つ又はそれ以上の供給ポート（１２）を通して同伴流ＣＦＢ反応器（１０）の底部に導入される。反応器（１０）は、耐火物でライニングしてあり、断熱してある。高温の熱搬送材料が、ＣＦＢボイラーシステム（３０）から、ライン（４５）を通して前記ＣＦＢ脱揮発／熱分解反応器（１０）の底部に供給され、一つ又はそれ以上の供給ポート（１６）を通る。供給材料及び高温固体熱搬送床材料は、リサイクルされた生成ガス（２４）である移送ガスによって、反応器（１０）を通る同伴流内を上方に搬送される。ガスの発生を高めるため、リサイクルされた生成ガス（２４）に蒸気及び／又は空気又は酸素を加えることができ、又は生成ガスを蒸気及び／又は空気又は酸素に代えることができる。移送ガスをライン（４０）及び商業的なＣＦＢボイラー及び反応器に共通の有孔ディストリビュータープレート（図示せず）を通して、反応器（１０）の底部を通して導入する。高温固体熱搬送材料及び原料供給材料は、安定した同伴流を維持するのに十分な速度（１０ft/s以上及び好ましくは１５ft/s以上）で反応器（１０）まで上方に移送される。材料の熱は、伝導、対流、及び輻射の伝熱態様の組み合わせで未処理の供給材料に伝えられる。これによって、供給材料から揮発分が追い出され、少なくとも部分的に分解され、低分子量の非凝縮性ガス（生成ガス）になる。固形分を反応器（１０）の頂部から取り出し、これを固形分−ガス分離システム（１４）に通す。このシステムは、一つ又はそれ以上のサイクロン型セパレータ、ラビリンス型セパレータ（Ｕ−ビーム型又は櫛型）又は商業的に使用されているＣＦＢボイラーシステムで一般的に使用されている同様の装置からなる。高温の生成ガスをセパレータ（１４）から取り出し、ライン（１８）に通す。このラインでは、ガスの熱の幾分かが生成ガス再過熱器（２０）で間接的に交換される。再過熱器では、ライン（４０）を通るＣＦＢ脱揮発流動化ガスとして使用される低温の浄化済み生成ガスの再過熱を行う。冷却生成ガスライン（１８）は、従来の設計の生成ガス急冷−浄化システム（２２）を通して搬送され、Ｈ₂Ｓ、粒状物質、及び凝縮性の液体を除去する。システム（２２）からの浄化済生成ガスを分け、生成ガスの一部をライン（２４）を通してリサイクルする。このライン（２４）では、低圧ブロワー（２６）によって反応器（１０）で流動化ガスとして使用するのに十分に圧力が高められる。ガス浄化システム（２２）からの生成ガスの大部分は、ガスタービン燃焼器（５６）に通される前に高圧ガス圧縮器（５８）で圧縮される。セパレータ（１４）から取り出された固形分は、ライン（４５）を通して脱揮発装置に供給される固形物よりも幾分低温である。これは、吸熱脱揮発−分解反応、並びに供給原料と関連した水分を蒸発させるのに必要な吸熱条件、及び供給材料を反応器の温度まで加熱する（これに加えて機器の断熱により失われる損失）ためである。システム（１４）からの分離された固形分には、熱搬送固体材料及び残留チャーの両方が含まれる。この材料は、セパレータの底部及びこれに連結された立て管（１５）では流動化されていない。この材料は、制御されたＬバルブ、Ｊバルブ、又はＣＦＢボイラー及び同様の流動化がなされたシステムで一般的に使用されている商業的に入手できる他の固形分再循環バルブ（１７）によってライン（１９）を通して搬送される。冷却された熱搬送材料は、チャーとともに、炉（３２）の底部に設けられた一つ又はそれ以上の供給ポート（３４）を通してＣＦＢボイラーシステムの炉（反応ゾーン３２）に導入される。ＣＦＢボイラーシステム（３０）は、従来の商業的設計のシステムであり、耐火物でライニングすることによって断熱された壁を備えているか或いは蒸気発生用水チューブ（水壁構造）でライニングされている。ＣＦＢボイラーシステム内で再循環させた高温の熱搬送材料を、一つ又はそれ以上のポート（３６）を介してＣＦＢ炉（３２）の底部に供給する。ガスタービンの排気をＣＦＢボイラー炉（３２）用の流動化ガスとして使用する。ガスタービンの排気は、ライン（６２）及びＣＦＢボイラー炉（３２）の底部に配置された従来の設計のディストリビュータープレート（図示せず）を通して導入される。タービンの排気が提供するＯ₂が、ＣＦＢボイラーシステム（３０）内のチャーを効率的に燃焼するには不十分である場合には、ライン（６４）を通して補助の燃焼用空気を加えることができる。脱揮発装置（１０）内で発生するチャーの量が、ガスタービンの排気ライン（６２）に含まれるＯ₂の量を効率的に使用するには不十分である場合には、ライン（６６）を通して補助の石炭供給をＣＦＢボイラー炉（３２）に加えてボイラーの良好な効率を維持することができる。固形分及びガスがＣＦＢボイラー炉（３２）の頂部を通って排出され、ガス／固形分セパレータ（３８）に導入される。分離されたガスは、従来の対流ボイラー区分（４０）に案内される。この区分は、過熱器、再加熱器、蒸気発生器、及びエコノマイザーを含む。分離された固形分は、セパレータ（３８）から流動化されていない立て管（３９）に導入され、ここで、ライン（４５）を介して固形分再循環制御バルブ（４１）を通ってＣＦＢ脱揮発／熱分解反応器（１０）に再び差し向けられるか或いは第２固形分循環制御バルブ（４２）を通ってＣＦＢボイラーの炉（３２）に再循環されて戻される。ＣＦＢボイラー装置から、過熱蒸気が、ランキンサイクル型システムを使用する従来の蒸気タービン発電機（７０）に、ライン（４４）を通って搬送される。このシステムは、凝縮器及び冷却塔を含み、このようなシステムで一般的な再過熱工程や給水過熱工程等を含んでも良いし含まなくてもよい。ＣＦＢボイラーの煙道ガスは、ボイラーの対流区分（４０）からライン（４６）を通して排出され、大気中に排出される前に代表的な汚染物制御機器及び煙突を通過する。清浄な圧縮された燃料ガスを従来の商業的ガスタービン燃焼器（５６）にライン（５７）を通して導入する。従来のガスタービンは、圧縮器区分（５０）及びタービン区分（５２）を含み、これらの区分は、圧縮器及び発電機の両方を駆動する。第１Ａ図及び第１Ｂ図では、揮発分が高い供給体を使用することによって、又は脱揮発装置でのガスの発生量を高めることによって、サイクル効率を最大にする。脱揮発装置でのガスの発生量は、供給エネルギの５０％乃至７５％をタービン（ブレイトンサイクル）ガス又は液体燃料に変換し、チャーの発生を、床砂の再加熱に必要とされる程度に制限するようになされる。サイクル効率は、高圧再加熱蒸気を発生することによっても最大になる。第２Ａ図及び第２Ｂ図には本発明の変形例が示してある。この実施例では、ガスタービン圧縮器の空気、即ち圧縮空気を、燃料ガスの燃焼前に最大可能な温度にまで予熱するため、幾つかの位置で熱を回収する。これにより、比較的効率的なガスタービン（ブレイトンサイクル）の動力出力の、比較的非効率な蒸気タービン（ランキンサイクル）の動力出力に対する比が最大になる。第１Ａ図及び第１Ｂ図と共通の方法で参照番号が附してあるが、第２Ａ図及び第２Ｂ図では、第１Ａ図及び第１Ｂ図の参照番号の前に「１」が付けてある。ＣＦＢの供給及び作動脱揮発／熱分解装置（反応器）は、第１Ａ図及び第１Ｂ図について説明したのと同じである。第１Ａ図及び第１Ｂ図におけるのと同様に、脱揮発／熱分解装置（１１０）からの低温の熱搬送固体床材料及びチャーをライン（１１５）を介して入口ポート（１３４）を通してＣＦＢボイラーの炉区分（１３２）に搬送する。次いで、炉の熱搬送固体及びガスを固形分−ガスセパレータ（１３８）に通す。断熱された立て管（１３９）内の分離された高温の固体の一部を制御バルブ（１４１）及びライン（１４５）を通して再循環し、ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置（１１０）に戻す。残りの熱搬送固体は、固体循環制御バルブ（１４２）及びライン（１３６）を通過した後、外部流動床タービン空気加熱器（１４８）に搬送される。復熱器（１６６）で再加熱した圧縮されたタービン空気を、ライン（１６７）を介して外部流動床空気加熱器（１４８）に通す。外部流動床タービン空気加熱器（１４８）は、定置型流動床の速度（７ft/s以下）に、好ましくは５ft/s以下に流動化される。ガスタービン排気ガスの一部がライン（１６２）及び（１６３）を介して搬送される。温度を高めたライン（１６９）内の予熱空気は、ライン（１６５）を介してタービン燃焼器に戻される。この外部流動床空気加熱器は、商業的に入手できるＣＦＢボイラーで現在使用されている外部流動床過熱器と同様である。外部流動床空気加熱器を出る幾分低温の床材料は、一つ又はそれ以上の入口ポート（１３５）を通してＣＦＢボイラー炉（１３２）の底部に導入される。ＣＦＢボイラーの煙道ガスは、粒子セパレータ（１３８）を出て、ボイラーの対流区分（１４０）に導入される。煙道ガスは、先ず最初に、熱を追加のガスタービン圧縮空気加熱器（１４３）に伝導することによって冷却される。加熱器（１４３）には、圧縮空気がライン（１６７）から供給される。加熱圧縮空気は、ライン（１６９）及び（１６５）を介してガスタービンの燃焼器に戻る。ＣＦＢ脱揮発／熱分解装置（１１０）からライン（１１８）を通る高温の分解された揮発分（生成ガス）は、先ず最初に、追加のタービン圧縮空気加熱器（１１９）で冷却される。この加熱器（１１９）には、ガスタービン圧縮空気が供給ライン（１６７）から供給され、加熱圧縮空気をライン（１６５）に戻す。比較的低温の生成ガスを空気加熱器（１１９）から取り出し、高圧過熱蒸気を発生するボイラー（１２１）内で更に冷却する。この蒸気は、ライン（１４４）を介して蒸気タービン（１７０）まで搬送される。生成ガスは、その後、更に急冷され、浄化され、第１Ａ図及び第１Ｂ図で説明したようにガスタービンに搬送される。全てのガスタービン圧縮空気加熱器（１４８、１４３、及び１１９）で利用できる熱回収量は、材料の種類によって限定される。蒸気ボイラー過熱器で現在使用されている金属製のチューブは、約１１００°Ｆに限定される。開発中の高温金属合金及びセラミックスは、これよりも高い温度が可能である。タービン空気を、代表的には１８００°Ｆ乃至２０００°ＦのＣＦＢボイラー床材料温度に近い温度まで予熱することによって、システムの全熱量のかなり大きな部分を、比較的非効率な蒸気タービンサイクルでなく、比較的効率的なガスタービンサイクルで使用できる。揮発分の高い供給体を使用することによって、ガスタービンで使用するための更に大量の生成ガスを発生でき、従って、ボイラーの効率を高めるのに必要な余分の空気の量（代表的には、化学量論的Ｏ₂必要量よりも少なくとも２０％高い）を最小に維持しながらＣＦＢボイラー（１３０）で効率的に使用できるよりも大量のタービン排気を発生できる。第２Ａ図及び第２Ｂ図に説明した変形例は、非効率なボイラーの効率を上げるのでなく、上文中に説明したように、補助の原料石炭供給体をライン（１６６）を通してＣＦＢボイラー炉（１３２）に直接的に導入するのである。しかしながら、更に望ましい変形例では、タービン排気の過剰の部分を、このような冷却されたガスタービン排気を排気用煙突に送る前に、商業的ガスタービン複合サイクル発電プラントで一般的な従来の熱回収蒸気発生器（ＨＲＳＧ）（１８０）にライン（１７９）を通して搬送する。ＨＲＳＧ（１８０）からの高圧及び中圧の蒸気を、ライン（１８２）及び（１８４）を通して蒸気タービンで使用する。本発明を特定の実施例と関連して説明したが、当業者には、本明細書及び添付図面から多くの変形及び変更が明らかであろう。従って、本発明は、添付の請求の範囲の精神及び範囲内の全ての変形及び変更を含もうとするものである。更に上掲の米国特許の要旨は、同特許に触れたことにより、本明細書中に組入れたものとする。請求の範囲１．揮発分含有炭素質供給体で発電するための方法において、ａ．第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンであって、これらのゾーンを通って熱搬送材料のループが連続的に循環し、第１及び第２の流動化ガスによって夫々流動化される、第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンを提供する工程と、ｂ．揮発分含有炭素質供給体を前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入する工程と、ｃ．約１０００°Ｆ乃至約２４００°Ｆの第１温度で第１反応ゾーンに進入し、前記第１反応ゾーンの吸熱条件のため前記第１温度よりも低い第２温度で出る前記熱搬送材料によって、前記揮発分含有炭素質供給体を、部分的に熱分解された揮発分からなる生成ガス及び揮発分を実質的に除去した供給体を発生するのに十分な期間に亘って加熱する工程と、ｄ．前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を前記生成ガスから分離する工程と、ｅ．前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに、前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を工程ｄから導入し、前記第２流動化ガスとして酸素含有タービン排気ガスを使用する工程と、ｆ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を、前記酸素含有タービン排気ガスの存在下で、前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの温度以上の温度で、前記揮発分を実質的に除去した供給体を完全燃焼させるのに十分な時間に亘って発熱反応し、煙道ガスを発生し、ガスタービン用の圧縮空気供給体を予熱し、蒸気タービンに搬送されて電力を発生する高圧蒸気を発生し、前記熱搬送材料の温度を前記第２温度から前記第１温度と等しいか或いはそれ以上の温度まで上昇させる工程と、ｇ．工程ｆで温度を上げた熱搬送材料を分離し、前記温度を上げた熱搬送材料の一部を前記第１反応ゾーンに搬送する工程と、ｈ．前記工程ｄからの前記生成ガスの一部を圧縮し、圧縮生成ガスを形成する工程と、ｉ．ガスタービン圧縮器からの圧縮空気を提供する工程と、ｊ．前記圧縮生成ガス及び前記圧縮空気をガスタービン燃焼器に導入し、前記圧縮生成ガス及び前記圧縮空気を前記ガスタービン内で燃焼することによって電力及び少なくとも８００°Ｆ乃至約１２００°Ｆの温度の酸素含有タービン排気を提供する工程と、ｋ．工程ｊの前記酸素含有タービン排気ガスを前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに前記第２流動化ガスとしてリサイクルする工程とを有することを特徴とする方法。２．ｉ（１）工程ｊで前記圧縮空気を前記ガスタービン燃焼器に導入する前に工程ｉの前記圧縮空気を予熱し、予熱圧縮空気を形成し、これを前記ガスタービンに導入する工程を更に有する、請求項１に記載の方法。３．前記予熱工程は、復熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気を前記復熱器に導入する工程と、工程ｊのタービン排気を、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンにリサイクルする前に前記復熱器に導入することによって、前記復熱器内で熱を前記タービン排気から前記圧縮空気に伝導し、第１予熱温度の前記予熱圧縮空気を形成する工程とを有する、請求項２に記載の方法。４．前記予熱工程は、第１空気加熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気を前記第１空気加熱器に導入する工程と、工程ｄの前記生成ガスを前記第１空気加熱器に導入することによって、前記第１空気加熱器内で熱を前記生成ガスから前記圧縮空気に伝達し、前記予熱圧縮空気を形成する工程とを有する、請求項２に記載の方法。５．前記予熱工程は、流動床空気加熱器を設ける工程と、工程ｇの前記分離された熱搬送材料の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入し且つ流動化する工程と、工程ｉの前記圧縮空気を前記流動床空気加熱器に導入することによって、前記第１空気加熱器内で熱を前記熱搬送材料から前記圧縮空気に伝達し、前記予熱圧縮空気を形成する工程とを含む、請求項２に記載の方法。６．前記予熱工程は、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの対流ボイラー区分に第２空気加熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気を前記第２空気加熱器に導入することによって、前記ボイラー区分内で熱を煙道ガスから前記圧縮空気に伝達し、予熱圧縮空気を形成する工程とを含む請求項２に記載の方法。７．前記第１予熱温度の前記予熱圧縮空気を第１空気加熱器に導入する工程と、生成ガスを工程ｄから前記第１空気加熱器に導入することによって、前記第１空気加熱器内で熱を前記生成ガスから前記予熱圧縮空気に伝達し、前記予熱圧縮空気の温度を高温の第２予熱温度に上昇する工程とを含む、請求項３に記載の方法。８．流動床空気加熱器を設ける工程と、前記第１予熱温度の前記予熱圧縮空気の一部及び工程ｄからの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入し、前記流動床空気加熱器に導入する工程と、工程ｇからの前記熱搬送材料の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入し流動化する工程と、前記第１予熱温度の前記予熱圧縮空気の別の部分及び工程ｄからの生成ガスを前記流動床空気加熱器に導入する工程と、前記生成ガス及び前記熱搬送材料から前記予熱圧縮空気に熱を伝達し、前記予熱圧縮空気の温度を前記夫々の加熱器内で高温の第２予熱温度に上昇する工程とを含む、請求項３に記載の方法。９．前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの対流ボイラー区分に第２空気加熱器を設ける工程と、前記第１予熱温度の前記予熱空気を前記第２空気加熱器に導入することによって前記ボイラー区分内で熱を煙道ガスから前記予熱圧縮空気に伝達し、前記予熱圧縮空気の温度を高温の第２予熱温度に上昇する工程とを含む、請求項３に記載の方法。１０．前記予熱工程は、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの対流ボイラー区分に第１空気加熱器、流動床空気加熱器、及び第２空気加熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気の部分を前記流動床空気加熱器及び前記第２空気加熱器に導入する工程と、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入する工程と、工程ｇからの前記熱搬送材料の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入し流動化する工程と、前記生成ガス、前記流動化した熱搬送材料、前記ボイラー区分内の前記煙道ガスから前記夫々の加熱器内の前記圧縮空気部分に熱を伝達し、前記圧縮空気の温度をその供給温度よりも高い温度に上昇する工程とを含む、請求項２に記載の方法。１１．前記予熱工程は、第１空気加熱器及び流動床空気加熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気の部分を前記第１空気加熱器及び前記流動床空気加熱器に導入する工程と、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入する工程と、工程ｇから前記分離された熱搬送材料の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入する工程と、前記生成ガス及び前記熱搬送材料の別の部分から前記夫々の加熱器内で熱を前記圧縮空気部分に伝達し、前記圧縮空気の温度をその供給温度よりも高い温度に上昇する工程とを含む、請求項２に記載の方法。１２．前記予熱工程は、第１空気加熱器及び前記第２循環床反応ゾーンの対流ボイラー区分に配置された第２空気加熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気の部分を前記第１及び第２の空気加熱器に導入する工程と、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入する工程と、前記生成ガス及び前記煙道ガスから前記夫々の加熱器内で熱を前記圧縮空気に伝達し、前記圧縮空気の温度をその供給温度よりも高い温度に上昇する工程とを含む、請求項２に記載の方法。１３．前記予熱工程は、第１空気加熱器及び前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの対流ボイラー区分に配置された第２空気加熱器を設ける工程と、前記第１温度の前記予熱圧縮空気の部分を前記第１空気加熱器及び前記第２圧縮空気加熱器に導入する工程と、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入する工程と、前記生成ガス及び前記煙道ガスから前記夫々の加熱器内で熱を前記圧縮空気に伝達し、前記圧縮空気の温度を前記第１予熱温度よりも高い温度に上昇する工程とを含む、請求項３に記載の方法。１４．前記第１空気加熱器に高圧蒸気発生器を設ける工程、及び前記圧縮空気に熱を伝達した後に前記生成ガスを前記高圧蒸気発生器に導入し、高圧蒸気を発生する工程を更に含む、請求項４、１０、１１、１２、又は１３のうちのいずれか一項に記載の方法。１５．１．工程ｊからの約８００°Ｆ乃至約１２００°Ｆの温度の前記タービン排気の一部を、高圧−低圧蒸気発生システムに通し、前記タービン排気からの熱を使用して前記蒸気発生システム内の水を蒸気に変え、これを蒸気タービンに導入して発電を行う工程を更に有する、請求項１又は２に記載の方法。１６．前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンは、夫々、ほぼ大気圧で作動する、請求項１又は２に記載の方法。１７．工程ｄで得られた前記生成ガスを、工程ｇで圧縮する前に、スクラバー処理し、窒素及び硫黄を含む汚染物及び粒子を除去し、浄化済生成ガスを製造する、請求項１、２、又は３に記載の方法。１８．工程ｄの前記揮発分含有炭素質供給体は、タールサンド、瀝青炭、及び亜瀝青炭から選択される、請求項１に記載の方法。１９．前記揮発分含有炭素質供給体の揮発分含有量は、少なくとも２０重量％である、請求項１に記載の方法。２０．前記揮発分含有炭素質供給体は、瀝青炭及び亜瀝青炭から選択される、請求項１８に記載の方法。２１．前記浄化済生成ガスのうちの幾分かを、前記第１流動化ガスとして使用するため、前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンにリサイクルする、請求項１７に記載の方法。２２．前記第１流動化ガスを前記第１反応ゾーンに約１０ft/s乃至約４０ft/sの速度で導入する、請求項１又は２に記載の方法。２３．補助の流動化ガスを前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンのうちの少なくとも一方に導入する工程を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。２４．補助の炭素質供給体を前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入する工程を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。２５．揮発分含有炭素質供給体で発電するための方法において、ａ．第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンであって、これらのゾーンを通って熱搬送材料のループが連続的に循環し、第１及び第２の流動化ガスによって夫々流動化される、第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンを提供する工程と、ｂ．揮発分含有炭素質供給体を前記第１循環式流動床反応ゾーンに導入する工程と、ｃ．約１０００°Ｆ乃至約２４００°Ｆの第１温度で第１反応ゾーンに進入し、前記第１反応ゾーンの吸熱条件のため前記第１温度よりも低い第２温度で出る前記熱搬送材料によって、前記供給体を、部分的に熱分解された揮発分からなる生成ガス及び揮発分を実質的に除去した供給体を発生するのに十分な期間に亘って加熱する工程と、ｄ．前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を前記生成ガスから分離し、前記生成ガスの幾分かを前記第１流動化ガスとして使用するためにリサイクルする工程と、ｅ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を工程ｄからの前記熱搬送材料とともに前記第２循環式流動床反応ゾーンに導入し、前記第２流動化ガスとして酸素含有タービン排気ガスを使用する工程と、ｆ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を、前記酸素含有タービン排気ガスの存在下で、前記第１反応ゾーンの温度以上の温度で、前記揮発分を実質的に除去した供給体を完全燃焼させるのに十分な時間に亘って発熱反応し、煙道ガスを発生し、ガスタービン用の圧縮空気を予熱し、蒸気タービンに搬送されて電力を発生する高圧蒸気を発生し、前記熱搬送材料の温度を前記第２温度から前記第１温度以上の温度まで上昇させる工程と、ｇ．温度を再び上昇した前記熱搬送材料を第１及び第２の部分に分離し、前記第１部分を前記第１反応ゾーンに前記熱搬送材料として搬送する工程と、ｈ．ガスタービンの圧縮器区分から圧縮空気を提供する工程と、ｉ．復熱器を設け、工程ｈの前記圧縮空気を前記復熱器にガスタービンからのタービン排気と熱交換関係で導入することによって、前記復熱器内で熱を前記タービン排気から前記圧縮空気に伝達し、第１温度の予熱圧縮空気を形成する工程と、ｊ．第１空気加熱器を設け、工程ｈの前記第１温度の前記圧縮空気の一部を前記第１空気加熱器に導入し、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入することによって、熱を前記生成ガスから伝達し、前記第１温度の予熱圧縮空気の前記部分の温度を前記第１温度よりも高い第２温度に上昇する工程と、ｋ．流動床空気加熱器を設け、工程ｈからの前記第１温度の前記予熱圧縮空気の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入し、工程ｇからの熱搬送材料の前記分離された第２部分を前記流動床空気加熱器に導入し且つ流動化することによって、分離された熱搬送材料の前記第２部分から熱を伝達し、前記流動床加熱器内の前記第１温度の予熱圧縮空気の前記別の部分の温度を前記第１温度よりも高い第３温度まで上昇する工程と、ｌ．前記第２循環床反応ゾーンの対流ボイラー区分に第２圧縮空気加熱器を設け、工程ｈの前記予熱圧縮空気の更に別の部分を前記第２圧縮空気加熱器に導入し、これによって、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床ゾーン内で発生した前記煙道ガスの熱を前記第２空気加熱器内の前記圧縮空気の前記更に別の部分に伝達し、前記第１温度よりも高い第４温度の予熱圧縮空気を形成する工程と、ｍ．圧縮生成ガスを提供する工程と、ｎ．ガスタービンを設け、工程ｍの前記圧縮生成ガス及び工程ｉ、ｊ、ｋ、及びｌの前記予熱圧縮空気部分を前記ガスタービンに導入し、前記圧縮生成ガス及び前記予熱圧縮空気部分を前記ガスタービン内で燃焼することによって電力を提供し、工程ｉの前記タービン排気として使用される少なくとも８００°Ｆ乃至約１２００°Ｆの温度の酸素含有タービン排気を提供する工程と、ｏ．工程ｎの前記酸素含有タービン排気ガスを前記第２完全同伴型流れ循環式流動床ゾーンに前記第２流動化ガスとしてリサイクルする工程とを有することを特徴とする方法。２６．ｐ．工程ｎからの前記タービン排気の一部を、高圧−低圧蒸気発生システムに通し、前記タービン排気からの熱を使用して前記蒸気発生システム内の水を蒸気に変え、これを蒸気タービンに導入して発電を行う工程を更に有する、請求項２５に記載の方法。２７．工程ｄで得られた前記生成ガスを、圧縮前で且つ前記ガスタービンに導入される前に、スクラバー処理し、窒素及び硫黄を含む汚染物及び粒子を除去し、浄化済生成ガスを製造する、請求項２５に記載の方法。２８．工程ｄの前記揮発分含有炭素質供給体は、タールサンド、瀝青炭、及び亜瀝青炭から選択される、請求項２５に記載の方法。２９．前記揮発分含有炭素質供給体の揮発分含有量は、重量で、少なくとも２０である、請求項２５に記載の方法。３０．前記揮発分含有炭素質供給体は、瀝青炭及び亜瀝青炭から選択される、請求項２５に記載の方法。３１．前記浄化済生成ガスのうちの幾分かを、前記第１流動化ガスとして使用するため、前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンにリサイクルする、請求項２５に記載の方法。３２．前記第１流動化ガスを約１０ft/s乃至約４０ft/sの速度で導入する、請求項２５に記載の方法。３３．補助の流動化ガスを前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンのうちの少なくとも一方に導入する工程を更に含む、請求項２５に記載の方法。３４．補助の炭素質供給体を前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入する工程を更に含む、請求項２５に記載の方法。３５．揮発分含有炭素質を燃料とする発電システムにおいて、ａ．熱搬送材料からなる循環床を含み、炭素質供給体の揮発分を実質的に除去でき且つ生成ガスを発生できる第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器であって、１．揮発分が除去されて熱分解される揮発分含有炭素質供給体を導入するための入口手段と、２．揮発分が実質的に除去された供給体及び循環する熱搬送材料を前記生成ガスから分離するためのセパレータ手段であって、熱を回収するために前記生成ガスを取り出すための出口手段を持ち、前記分離された熱搬送材料は第１温度である、セパレータ手段と、３．前記生成ガスの幾分かを、前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器用の流動化ガスの一部として使用するために戻す、第１リサイクル手段と、４．前記生成ガスから熱を回収するため、前記出口手段に連結された第１熱回収手段とを有する、第１完全同伴型循環式流動床反応器と、ｂ．炉区分、ボイラー区分、及びセパレータ区分を持ち、熱搬送材料が連続的に循環し、揮発分が実質的に除去された炭素質供給体と酸素含有タービン排気ガスとの間で発熱反応を行って煙道ガス、高圧蒸気、及び予熱圧縮空気を発生し、熱搬送材料を前記第１温度以上の温度まで再加熱できる第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器と、ｃ．前記分離された、揮発分が実質的に除去された炭素質供給体及び熱搬送材料の一方の部分を前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器から前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器内に搬送するため、前記セパレータ手段と流れ連通した第１手段と、ｄ．熱搬送材料を前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器の前記セパレータ区分から前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器内に搬送するための第２手段と、ｅ．窒素及び硫黄を含む汚染物及び粒子を除去し、浄化済生成ガスを製造するため、前記生成ガスを前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器からスクラビングシステムに搬送する第３手段と、ｆ．前記浄化済生成ガスの第１部分を前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器に搬送し、第２部分を、電力を発生するガスタービン用の圧縮生成ガスを発生するため、圧縮器に搬送する第４手段と、ｇ．ガスタービン用圧縮空気供給体を形成するための手段と、ｈ．前記圧縮空気をガスタービンに搬送するための第５搬送手段と、ｉ．浄化済生成ガスの前記第２部分を圧縮空気で燃焼することによって電力源を提供し且つ再使用可能なタービン排気を発生するため、前記第４及び第５搬送手段に連結され、前記タービン排気を前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器に流動化ガスとして導入するための第６手段を含むガスタービンとを有することを特徴とするシステム。３６．前記第６搬送手段は、蒸気タービンで使用する高圧蒸気及び低圧蒸気を発生するため、更に、タービン排気を蒸気発生器システムに搬送する、請求項３５に記載のシステム。３７．蒸気を受け取ってこれを電力に変換するため、前記蒸気発生器システムと流れ連通した蒸気タービンを更に有する、請求項３６に記載のシステム。３８．予熱手段を更に有し、前記第５搬送手段は、第１及び第２の区分を有し、前記第１区分は、前記空気圧縮手段と前記予熱手段の入口との間を流れ連通し、前記第２区分は、前記予熱手段の出口と前記ガスタービンの入口との間を流れ連通する、請求項３５に記載のシステム。３９．前記予熱手段は復熱器を含み、前記第６搬送手段は、タービン排気を前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器に導入する前に、前記復熱器を通してタービン排気を搬送する、請求項３８に記載のシステム。４０．前記予熱手段は、空気加熱器−蒸気発生システムを有し、前記第３搬送手段は、生成ガスをスクラバーに導入する前に、前記空気加熱器−蒸気発生システムを通して生成ガスを搬送する、請求項３８に記載のシステム。４１．前記予熱手段は、第１空気加熱器、流動床空気加熱器、及び第２空気加熱器を有し、前記第２空気加熱器は、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器ゾーンのボイラー区分に配置されており、前記第１区分は、前記夫々の加熱器と連通し、予熱されるべき圧縮空気を導入し、前記第２搬送手段は、更に、熱搬送材料を前記流動床空気加熱器に導入し、前記第３搬送手段は、更に、生成ガスを前記第１空気加熱器に導入し、前記第２区分は予熱圧縮空気を前記加熱器から前記ガスタービンに搬送する、請求項３８に記載のシステム。４２．前記予熱手段は、復熱器、第１空気加熱器、流動床空気加熱器、及び第２空気加熱器を有し、前記第２空気加熱器は、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器のボイラー区分に配置されており、前記システムは、予熱圧縮空気を前記復熱器から前記空気加熱器に導入するための第７搬送手段を含み、前記第１区分は前記復熱器と連通し、予熱されるべき圧縮空気を導入し、前記第２搬送手段は、更に、分離された熱搬送材料を前記流動床空気加熱器に導入し、前記第３搬送手段は、更に、生成ガスを前記第１空気加熱器に導入し、前記第６搬送手段は、更に、タービン排気を前記復熱器に導入し、前記第２区分は予熱圧縮空気を前記加熱器から前記タービンに搬送する、請求項３８に記載のシステム。４３．前記予熱手段は、復熱器、第１空気加熱器、及び第２空気加熱器を有し、前記第２空気加熱器は、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの対流ボイラー区分に配置されており、前記システムは、予熱圧縮空気を前記復熱器から前記空気加熱器に導入するための第７搬送手段を含み、前記第１区分は前記復熱器と連通し、予熱されるべき圧縮空気を導入し、前記第３搬送手段は、更に、生成ガスを前記第１空気加熱器に導入し、前記第６搬送手段は、更に、タービン排気を前記復熱器に導入し、前記第２区分は予熱圧縮空気を前記復熱器及び前記夫々の加熱器から前記ガスタービンに搬送する、請求項３８に記載のシステム。４４．高圧−低圧蒸気発生システムを更に有し、前記第６搬送手段は、更に、前記タービン排気の一部を高圧−低圧蒸気発生システムに導入し、前記タービン排気からの熱を使用して水を蒸気に変え、これを次いで蒸気タービンに導入し、電力を発生する、請求項３５に記載のシステム。４５．前記タービン排気からの酸素が、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンでチャーを完全燃焼させるのに不十分であり、これによって、ＣＯ及びＮ₂を含む低Ｂｔｕの燃焼性ガスを発生し、前記低Ｂｔｕのガスをガスタービンの燃焼器で前記高Ｂｔｕの生成ガスと組み合わせて燃焼する前に、前記低Ｂｔｕのガスを使用して工程ｉの前記圧縮空気を予熱する、請求項１に記載の方法。４６．前記タービン排気からの酸素が、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンでチャーを完全燃焼させるのに不十分であり、これによって、ＣＯ及びＮ₂を含む低Ｂｔｕの燃焼性ガスを発生し、前記低Ｂｔｕのガスを使用して高圧蒸気を発生する、請求項１に記載の方法。４７．前記熱搬送材料は不活性である、請求項１又は２５に記載の方法。４８．揮発分含有炭素質供給体で発電するための方法において、ａ．第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンであって、これらのゾーンを通って熱搬送材料のループが連続的に循環し、第１及び第２の流動化ガスによって夫々流動化される、第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンを提供する工程と、ｂ．揮発分含有炭素質供給体を前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入する工程と、ｃ．約１０００°Ｆ乃至約２４００°Ｆの第１温度で第１反応ゾーンに進入し、前記第１反応ゾーンの吸熱条件のため前記第１温度よりも低い第２温度で出る前記熱搬送材料によって、前記揮発分含有炭素質供給体を、部分的に熱分解された揮発分からなる生成ガス及び揮発分を実質的に除去した供給体を発生するのに十分な期間に亘って加熱する工程と、ｄ．脱揮発装置で蒸気及び／又は空気又は酸素流動化ガスとして使用することによって、ガス発生反応の温度を必要に応じて上昇する工程と、ｅ．前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を前記生成ガスから分離する工程と、ｆ．前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに、前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を工程ｄから導入し、前記第２流動化ガスとして酸素含有タービン排気ガスを使用する工程と、ｇ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を、前記酸素含有タービン排気ガスの存在下で、前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの温度以上の温度で、前記揮発分を実質的に除去した供給体を完全燃焼させるのに十分な時間に亘って発熱反応させ、煙道ガスを発生し、ガスタービン用の圧縮空気供給体を予熱し、蒸気タービンに搬送されて電力を発生する高圧蒸気を発生し、前記熱搬送材料の温度を前記第２温度から前記第１温度と等しいか或いはそれ以上の温度まで上昇させる工程と、ｈ．工程ｇで温度を上げた熱搬送材料を分離し、前記温度を上げた熱搬送材料の一部を前記第１反応ゾーンに搬送する工程と、ｉ．前記工程ｅからの前記生成ガスの一部を圧縮し、圧縮生成ガスを形成する工程と、ｊ．ガスタービン圧縮器からの圧縮空気を提供する工程と、ｋ．前記圧縮生成ガス及び前記圧縮空気をガスタービン燃焼器に導入し、前記圧縮生成ガス及び前記圧縮空気を前記ガスタービン内で燃焼することによって電力及び少なくとも８００°Ｆ乃至約１２００°Ｆの温度の酸素含有タービン排気を提供する工程と、ｌ．工程ｋの前記酸素含有タービン排気ガスを前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに前記第２流動化ガスとしてリサイクルする工程とを有することを特徴とする方法。４９．前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンは、ガスタービンの作動圧力で又はこの圧力以上で夫々作動する、請求項４８に記載の方法。５０．前記揮発分含有供給体は、バイオマスである、請求項４８に記載の方法。５１．前記揮発分含有供給体は、オリマルションである、請求項４８に記載の方法。５２．前記揮発分含有供給体は、重油である、請求項４８に記載の方法。５３．前記揮発分含有供給体は、ピッチである、請求項４８に記載の方法。５４．蒸気及び／又は空気又は酸素を補助流動化ガスとして又は交換流動化ガスとして前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入し、ガスの発生量を増大する、請求項４８に記載の方法。５５．揮発分含有炭素質供給体で発電するための方法において、ａ．第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンであって、これらのゾーンを通って熱搬送材料のループが連続的に循環し、第１及び第２の流動化ガスによって夫々流動化される、第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンを提供する工程と、ｂ．揮発分含有炭素質供給体を前記第１循環式流動床反応ゾーンに導入する工程と、ｃ．約１０００°Ｆ乃至約２４００°Ｆの第１温度で第１反応ゾーンに進入し、前記第１反応ゾーンの吸熱条件のため前記第１温度よりも低い第２温度で出る前記熱搬送材料によって、前記供給体を、部分的に熱分解された揮発分からなる生成ガス及び揮発分を実質的に除去した供給体を発生するのに十分な期間に亘って加熱する工程と、ｄ．脱揮発装置で蒸気及び／又は空気又は酸素を流動化ガスとして使用することによって、ガス発生反応の温度を必要に応じて上昇する工程と、ｅ．前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を前記生成ガスから分離し、前記生成ガスの幾分かを前記第１流動化ガスとして使用するためにリサイクルする工程と、ｆ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を工程ｄからの前記熱搬送材料とともに前記第２循環式流動床反応ゾーンに導入し、前記第２流動化ガスとして酸素含有タービン排気ガスを使用する工程と、ｇ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を、前記酸素含有タービン排気ガスの存在下で、前記第１反応ゾーンの温度以上の温度で、前記揮発分を実質的に除去した供給体を完全燃焼させるのに十分な時間に亘って発熱反応し、煙道ガスを発生し、ガスタービン用の圧縮空気を予熱し、蒸気タービンに搬送されて電力を発生する高圧蒸気を発生し、前記熱搬送材料の温度を前記第２温度から前記第１温度以上の温度に上昇する工程と、ｈ．温度を再び上昇した前記熱搬送材料を第１及び第２の部分に分離し、前記第１部分を前記第１反応ゾーンに前記熱搬送材料として搬送する工程と、ｉ．ガスタービンの圧縮器区分から圧縮空気を提供する工程と、ｊ．復熱器を設け、工程ｉの前記圧縮空気を前記復熱器にガスタービンからのタービン排気と熱交換関係で導入することによって、前記復熱器内で熱を前記タービン排気から前記圧縮空気に伝達し、第１温度の予熱圧縮空気を形成する工程と、ｋ．第１空気加熱器を設け、工程ｉの前記第１温度の前記圧縮空気の一部を前記第１空気加熱器に導入し、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入することによって、熱を前記生成ガスから伝達し、前記第１温度の予熱圧縮空気の前記部分の温度を前記第１温度よりも高い第２温度に上昇する工程と、ｌ．流動床空気加熱器を設け、工程ｉからの前記第１温度の前記予熱圧縮空気の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入し、工程ｈからの熱搬送材料の前記分離された第２部分を前記流動床空気加熱器に導入し且つ流動化することによって、分離された熱搬送材料の前記第２部分から熱を伝達し、前記流動床加熱器内の前記第１温度の予熱圧縮空気の前記別の部分の温度を前記第１温度よりも高い第３温度まで上昇する工程と、ｍ．前記第２循環床反応ゾーンの対流ボイラー区分に第２圧縮空気加熱器を設け、工程ｉの前記予熱圧縮空気の更に別の部分を前記第２圧縮空気加熱器に導入し、これによって、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床ゾーン内で発生した前記煙道ガスの熱を前記第２空気加熱器内の前記圧縮空気の前記更に別の部分に伝達し、前記第１温度よりも高い第４温度の予熱圧縮空気を形成する工程と、ｎ．圧縮生成ガスを提供する工程と、ｏ．ガスタービンを設け、工程ｍの前記圧縮生成ガス及び工程ｊ、ｋ、ｌ、及びｍの前記予熱圧縮空気部分を前記ガスタービンに導入し、前記圧縮生成ガス及び前記予熱圧縮空気部分を前記ガスタービン内で燃焼することによって電力を提供し、工程ｉの前記タービン排気として使用される少なくとも８００°Ｆ乃至約１２００°Ｆの温度の酸素含有タービン排気を提供する工程と、ｐ．工程ｏの前記酸素含有タービン排気ガスを前記第２完全同伴型流れ循環式流動床ゾーンに前記第２流動化ガスとしてリサイクルする工程とを有することを特徴とする方法。【図１Ａ】【図１Ｂ】【図２】【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ【要約の続き】に設計されたガスタービンで設計変更を行わずに容易に使用できる。高燃焼熱の生成ガスは、更に、燃料ガスの浄化容積及び燃料ガスの顕熱損を減少する。

Claims

【特許請求の範囲】１．揮発分含有炭素質供給体で発電するための方法において、ａ．第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンであって、これらのゾーンを通って熱搬送材料のループが連続的に循環し、第１及び第２の流動化ガスによって夫々流動化される、第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンを提供する工程と、ｂ．揮発分含有炭素質供給体を前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入する工程と、ｃ．約５４０℃（１０００°Ｆ）乃至約１３１５℃（２４００°Ｆ）の第１温度で第１反応ゾーンに進入し、前記第１反応ゾーンの吸熱条件のため前記第１温度よりも低い第２温度で出る前記熱搬送材料によって、前記揮発分含有炭素質供給体を、部分的に熱分解された揮発分からなる生成ガス及び揮発分を実質的に除去した供給体を発生するのに十分な期間に亘って加熱する工程と、ｄ．前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を前記生成ガスから分離する工程と、ｅ．前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに、前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を工程ｄから導入し、前記第２流動化ガスとして酸素含有タービン排気ガスを使用する工程と、ｆ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を、前記酸素含有タービン排気ガスの存在下で、前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの温度以上の温度で、前記揮発分を実質的に除去した供給体を完全燃焼させるのに十分な時間に亘って発熱反応し、煙道ガスを発生し、ガスタービン用の圧縮空気供給体を予熱し、蒸気タービンに搬送されて電力を発生する高圧蒸気を発生し、前記熱搬送材料の温度を前記第２温度から前記第１温度と等しいか或いはそれ以上の温度まで上昇させる工程と、ｇ．工程ｆで温度を上げた熱搬送材料を分離し、前記温度を上げた熱搬送材料の一部を前記第１反応ゾーンに搬送する工程と、ｈ．前記工程ｄからの前記生成ガスの一部を圧縮し、圧縮生成ガスを形成する工程と、ｉ．ガスタービン圧縮器からの圧縮空気を提供する工程と、ｊ．前記圧縮生成ガス及び前記圧縮空気をガスタービン燃焼器に導入し、前記圧縮生成ガス及び前記圧縮空気を前記ガスタービン内で燃焼することによって電力及び少なくとも４２５℃（８００°Ｆ）乃至約６５０℃（１２００°Ｆ）の温度の酸素含有タービン排気を提供する工程と、ｋ．工程ｊの前記酸素含有タービン排気ガスを前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに前記第２流動化ガスとしてリサイクルする工程とを有することを特徴とする方法。２．ｉ（１）工程ｊで前記圧縮空気を前記ガスタービン燃焼器に導入する前に工程ｉの前記圧縮空気を予熱し、予熱圧縮空気を形成し、これを前記ガスタービンに導入する工程を更に有する、請求項１に記載の方法。３．前記予熱工程は、復熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気を前記復熱器に導入する工程と、工程ｊのタービン排気を、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンにリサイクルする前に前記復熱器に導入することによって、前記復熱器内で熱を前記タービン排気から前記圧縮空気に伝導し、第１予熱温度の前記予熱圧縮空気を形成する工程とを有する、請求項２に記載の方法。４．前記予熱工程は、第１空気加熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気を前記第１空気加熱器に導入する工程と、工程ｄの前記生成ガスを前記第１空気加熱器に導入することによって、前記第１空気加熱器内で熱を前記生成ガスから前記圧縮空気に伝達し、前記予熱圧縮空気を形成する工程とを有する、請求項２に記載の方法。５．前記予熱工程は、流動床空気加熱器を設ける工程と、工程ｇの前記分離された熱搬送材料の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入し且つ流動化する工程と、工程ｉの前記圧縮空気を前記流動床空気加熱器に導入することによって、前記第１空気加熱器内で熱を前記熱搬送材料から前記圧縮空気に伝達し、前記予熱圧縮空気を形成する工程とを含む、請求項２に記載の方法。６．前記予熱工程は、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの対流ボイラー区分に第２空気加熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気を前記第２空気加熱器に導入することによって、前記ボイラー区分内で熱を煙道ガスから前記圧縮空気に伝達し、予熱圧縮空気を形成する工程とを含む請求項２に記載の方法。７．前記第１予熱温度の前記予熱圧縮空気を第１空気加熱器に導入する工程と、生成ガスを工程ｄから前記第１空気加熱器に導入することによって、前記第１空気加熱器内で熱を前記生成ガスから前記予熱圧縮空気に伝達し、前記予熱圧縮空気の温度を高温の第２予熱温度に上昇する工程とを含む、請求項３に記載の方法。８．流動床空気加熱器を設ける工程と、前記第１予熱温度の前記予熱圧縮空気の一部及び工程ｄからの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入し、前記流動床空気加熱器に導入する工程と、工程ｇからの前記熱搬送材料の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入し流動化する工程と、前記第１予熱温度の前記予熱圧縮空気の別の部分及び工程ｄからの生成ガスを前記流動床空気加熱器に導入する工程と、前記生成ガス及び前記熱搬送材料から前記予熱圧縮空気に熱を伝達し、前記予熱圧縮空気の温度を前記夫々の加熱器内で高温の第２予熱温度に上昇する工程とを含む、請求項３に記載の方法。９．前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの対流ボイラー区分に第２空気加熱器を設ける工程と、前記第１予熱温度の前記予熱空気を前記第２空気加熱器に導入することによって前記ボイラー区分内で熱を煙道ガスから前記予熱圧縮空気に伝達し、前記予熱圧縮空気の温度を高温の第２予熱温度に上昇する工程とを含む、請求項３に記載の方法。１０．前記予熱工程は、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの対流ボイラー区分に第１空気加熱器、流動床空気加熱器、及び第２空気加熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気の部分を前記流動床空気加熱器及び前記第２空気加熱器に導入する工程と、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入する工程と、工程ｇからの前記熱搬送材料の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入し流動化する工程と、前記生成ガス、前記流動化した熱搬送材料、前記ボイラー区分内の前記煙道ガスから前記夫々の加熱器内の前記圧縮空気部分に熱を伝達し、前記圧縮空気の温度をその供給温度よりも高い温度に上昇する工程とを含む、請求項２に記載の方法。１１．前記予熱工程は、第１空気加熱器及び流動床空気加熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気の部分を前記第１空気加熱器及び前記流動床空気加熱器に導入する工程と、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入する工程と、工程ｇから前記分離された熱搬送材料の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入する工程と、前記生成ガス及び前記熱搬送材料の別の部分から前記夫々の加熱器内で熱を前記圧縮空気部分に伝達し、前記圧縮空気の温度をその供給温度よりも高い温度に上昇する工程とを含む、請求項２に記載の方法。１２．前記予熱工程は、第１空気加熱器及び前記第２循環床反応ゾーンの対流ボイラー区分に配置された第２空気加熱器を設ける工程と、工程ｉの前記圧縮空気の部分を前記第１及び第２の空気加熱器に導入する工程と、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入する工程と、前記生成ガス及び前記煙道ガスから前記夫々の加熱器内で熱を前記圧縮空気に伝達し、前記圧縮空気の温度をその供給温度よりも高い温度に上昇する工程とを含む、請求項２に記載の方法。１３．前記予熱工程は、第１空気加熱器及び前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの対流ボイラー区分に配置された第２空気加熱器を設ける工程と、前記第１温度の前記予熱圧縮空気の部分を前記第１空気加熱器及び前記第２圧縮空気加熱器に導入する工程と、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入する工程と、前記生成ガス及び前記煙道ガスから前記夫々の加熱器内で熱を前記圧縮空気に伝達し、前記圧縮空気の温度を前記第１予熱温度よりも高い温度に上昇する工程とを含む、請求項３に記載の方法。１４．前記第１空気加熱器に高圧蒸気発生器を設ける工程、及び前記圧縮空気に熱を伝達した後に前記生成ガスを前記高圧蒸気発生器に導入し、高圧蒸気を発生する工程を更に含む、請求項４、１０、１１、１２、又は１３のうちのいずれか一項に記載の方法。１５．１．工程ｊからの約４２５℃（８００°Ｆ）乃至約６５０℃（１２００° Ｆ）の温度の前記タービン排気の一部を、高圧−低圧蒸気発生システムに通し、前記タービン排気からの熱を使用して前記蒸気発生システム内の水を蒸気に変え、これを蒸気タービンに導入して発電を行う工程を更に有する、請求項１又は２に記載の方法。１６．前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンは、夫々、ほぼ大気圧で作動する、請求項１又は２に記載の方法。１７．工程ｄで得られた前記生成ガスを、工程ｇで圧縮する前に、スクラバー処理し、窒素及び硫黄を含む汚染物及び粒子を除去し、浄化済生成ガスを製造する、請求項１、２、又は３に記載の方法。１８．工程ｄの前記揮発分含有炭素質供給体は、タールサンド、瀝青炭、及び亜瀝青炭から選択される、請求項１に記載の方法。１９．前記揮発分含有炭素質供給体の揮発分含有量は、少なくとも２０重量％である、請求項１に記載の方法。２０．前記揮発分含有炭素質供給体は、瀝青炭及び亜瀝青炭から選択される、請求項１８に記載の方法。２１．前記浄化済生成ガスのうちの幾分かを、前記第１流動化ガスとして使用するため、前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンにリサイクルする、請求項１７に記載の方法。２２．前記第１流動化ガスを前記第１反応ゾーンに約３．０m/s（１０ft/s）乃至約１２．２m/s（４０ft/s）の速度で導入する、請求項１又は２に記載の方法。２３．補助の流動化ガスを前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンのうちの少なくとも一方に導入する工程を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。２４．補助の炭素質供給体を前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入する工程を更に含む、請求項１又は２に記載の方法。２５．揮発分含有炭素質供給体で発電するための方法において、ａ．第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンであって、これらのゾーンを通って熱搬送材料のループが連続的に循環し、第１及び第２の流動化ガスによって夫々流動化される、第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンを提供する工程と、ｂ．揮発分含有炭素質供給体を前記第１循環式流動床反応ゾーンに導入する工程と、ｃ．約５４０℃（１０００°Ｆ）乃至約１３１５℃（２４００°Ｆ）の第１温度で第１反応ゾーンに進入し、前記第１反応ゾーンの吸熱条件のため前記第１温度よりも低い第２温度で出る前記熱搬送材料によって、前記供給体を、部分的に熱分解された揮発分からなる生成ガス及び揮発分を実質的に除去した供給体を発生するのに十分な期間に亘って加熱する工程と、ｄ．前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を前記生成ガスから分離し、前記生成ガスの幾分かを前記第１流動化ガスとして使用するためにリサイクルする工程と、ｅ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を工程ｄからの前記熱搬送材料とともに前記第２循環式流動床反応ゾーンに導入し、前記第２流動化ガスとして酸素含有タービン排気ガスを使用する工程と、ｆ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を、前記酸素含有タービン排気ガスの存在下で、前記第１反応ゾーンの温度以上の温度で、前記揮発分を実質的に除去した供給体を完全燃焼させるのに十分な時間に亘って発熱反応し、煙道ガスを発生し、ガスタービン用の圧縮空気を予熱し、蒸気タービンに搬送されて電力を発生する高圧蒸気を発生し、前記熱搬送材料の温度を前記第２温度から前記第１温度以上の温度まで上昇させる工程と、ｇ．温度を再び上昇した前記熱搬送材料を第１及び第２の部分に分離し、前記第１部分を前記第１反応ゾーンに前記熱搬送材料として搬送する工程と、ｈ．ガスタービンの圧縮器区分から圧縮空気を提供する工程と、ｉ．復熱器を設け、工程ｈの前記圧縮空気を前記復熱器にガスタービンからのタービン排気と熱交換関係で導入することによって、前記復熱器内で熱を前記タービン排気から前記圧縮空気に伝達し、第１温度の予熱圧縮空気を形成する工程と、ｊ．第１空気加熱器を設け、工程ｈの前記第１温度の前記圧縮空気の一部を前記第１空気加熱器に導入し、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入することによって、熱を前記生成ガスから伝達し、前記第１温度の予熱圧縮空気の前記部分の温度を前記第１温度よりも高い第２温度に上昇する工程と、ｋ．流動床空気加熱器を設け、工程ｈからの前記第１温度の前記予熱圧縮空気の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入し、工程ｇからの熱搬送材料の前記分離された第２部分を前記流動床空気加熱器に導入し且つ流動化することによって、分離された熱搬送材料の前記第２部分から熱を伝達し、前記流動床加熱器内の前記第１温度の予熱圧縮空気の前記別の部分の温度を前記第１温度よりも高い第３温度まで上昇する工程と、ｌ．前記第２循環床反応ゾーンの対流ボイラー区分に第２圧縮空気加熱器を設け、工程ｈの前記予熱圧縮空気の更に別の部分を前記第２圧縮空気加熱器に導入し、これによって、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床ゾーン内で発生した前記煙道ガスの熱を前記第２空気加熱器内の前記圧縮空気の前記更に別の部分に伝達し、前記第１温度よりも高い第４温度の予熱圧縮空気を形成する工程と、ｍ．圧縮生成ガスを提供する工程と、ｎ．ガスタービンを設け、工程ｍの前記圧縮生成ガス及び工程ｉ、ｊ、ｋ、及びｌの前記予熱圧縮空気部分を前記ガスタービンに導入し、前記圧縮生成ガス及び前記予熱圧縮空気部分を前記ガスタービン内で燃焼することによって電力を提供し、工程ｉの前記タービン排気として使用される少なくとも４２５℃（８００ °Ｆ）乃至約６５０℃（１２００°Ｆ）の温度の酸素含有タービン排気を提供する工程と、ｏ．工程ｎの前記酸素含有タービン排気ガスを前記第２完全同伴型流れ循環式流動床ゾーンに前記第２流動化ガスとしてリサイクルする工程とを有することを特徴とする方法。２６．ｐ．工程ｎからの前記タービン排気の一部を、高圧−低圧蒸気発生システムに通し、前記タービン排気からの熱を使用して前記蒸気発生システム内の水を蒸気に変え、これを蒸気タービンに導入して発電を行う工程を更に有する、請求項２５に記載の方法。２７．工程ｄで得られた前記生成ガスを、圧縮前で且つ前記ガスタービンに導入される前に、スクラバー処理し、窒素及び硫黄を含む汚染物及び粒子を除去し、浄化済生成ガスを製造する、請求項２５に記載の方法。２８．工程ｄの前記揮発分含有炭素質供給体は、タールサンド、瀝青炭、及び亜瀝青炭から選択される、請求項２５に記載の方法。２９．前記揮発分含有炭素質供給体の揮発分含有量は、重量で、少なくとも２０である、請求項２５に記載の方法。３０．前記揮発分含有炭素質供給体は、瀝青炭及び亜瀝青炭から選択される、請求項２５に記載の方法。３１．前記浄化済生成ガスのうちの幾分かを、前記第１流動化ガスとして使用するため、前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンにリサイクルする、請求項２５に記載の方法。３２．前記第１流動化ガスを約３．０m/s（１０ft/s）乃至約１２．２m/s（４０ft/s）の速度で導入する、請求項２５に記載の方法。３３．補助の流動化ガスを前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンのうちの少なくとも一方に導入する工程を更に含む、請求項２５に記載の方法。３４．補助の炭素質供給体を前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入する工程を更に含む、請求項２５に記載の方法。３５．揮発分含有炭素質を燃料とする発電システムにおいて、ａ．熱搬送材料からなる循環床を含み、炭素質供給体の揮発分を実質的に除去でき且つ生成ガスを発生できる第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器であって、１．揮発分が除去されて熱分解される揮発分含有炭素質供給体を導入するための入口手段と、２．揮発分が実質的に除去された供給体及び循環する熱搬送材料を前記生成ガスから分離するためのセパレータ手段であって、熱を回収するために前記生成ガスを取り出すための出口手段を持ち、前記分離された熱搬送材料は第１温度である、セパレータ手段と、３．前記生成ガスの幾分かを、前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器用の流動化ガスの一部として使用するために戻す、第１リサイクル手段と、４．前記生成ガスから熱を回収するため、前記出口手段に連結された第１熱回収手段とを有する、第１完全同伴型循環式流動床反応器と、ｂ．炉区分、ボイラー区分、及びセパレータ区分を持ち、熱搬送材料が連続的に循環し、揮発分が実質的に除去された炭素質供給体と酸素含有タービン排気ガスとの間で発熱反応を行って煙道ガス、高圧蒸気、及び予熱圧縮空気を発生し、熱搬送材料を前記第１温度以上の温度まで再加熱できる第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器と、ｃ．前記分離された、揮発分が実質的に除去された炭素質供給体及び熱搬送材料の一方の部分を前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器から前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器内に搬送するため、前記セパレータ手段と流れ連通した第１手段と、ｄ．熱搬送材料を前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器の前記セパレータ区分から前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器内に搬送するための第２手段と、ｅ．窒素及び硫黄を含む汚染物及び粒子を除去し、浄化済生成ガスを製造するため、前記生成ガスを前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器からスクラビングシステムに搬送する第３手段と、ｆ．前記浄化済生成ガスの第１部分を前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応器に搬送し、第２部分を、電力を発生するガスタービン用の圧縮生成ガスを発生するため、圧縮器に搬送する第４手段と、ｇ．ガスタービン用圧縮空気供給体を形成するための手段と、ｈ．前記圧縮空気をガスタービンに搬送するための第５搬送手段と、ｉ．浄化済生成ガスの前記第２部分を圧縮空気で燃焼することによって電力源を提供し且つ再使用可能なタービン排気を発生するため、前記第４及び第５搬送手段に連結され、前記タービン排気を前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器に流動化ガスとして導入するための第６手段を含むガスタービンとを有することを特徴とするシステム。３６．前記第６搬送手段は、蒸気タービンで使用する高圧蒸気及び低圧蒸気を発生するため、更に、タービン排気を蒸気発生器システムに搬送する、請求項３５に記載のシステム。３７．蒸気を受け取ってこれを電力に変換するため、前記蒸気発生器システムと流れ連通した蒸気タービンを更に有する、請求項３６に記載のシステム。３８．予熱手段を更に有し、前記第５搬送手段は、第１及び第２の区分を有し、前記第１区分は、前記空気圧縮手段と前記予熱手段の入口との間を流れ連通し、前記第２区分は、前記予熱手段の出口と前記ガスタービンの入口との間を流れ連通する、請求項３５に記載のシステム。３９．前記予熱手段は復熱器を含み、前記第６搬送手段は、タービン排気を前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器に導入する前に、前記復熱器を通してタービン排気を搬送する、請求項３８に記載のシステム。４０．前記予熱手段は、空気加熱器−蒸気発生システムを有し、前記第３搬送手段は、生成ガスをスクラバーに導入する前に、前記空気加熱器−蒸気発生システムを通して生成ガスを搬送する、請求項３８に記載のシステム。４１．前記予熱手段は、第１空気加熱器、流動床空気加熱器、及び第２空気加熱器を有し、前記第２空気加熱器は、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器ゾーンのボイラー区分に配置されており、前記第１区分は、前記夫々の加熱器と連通し、予熱されるべき圧縮空気を導入し、前記第２搬送手段は、更に、熱搬送材料を前記流動床空気加熱器に導入し、前記第３搬送手段は、更に、生成ガスを前記第１空気加熱器に導入し、前記第２区分は予熱圧縮空気を前記加熱器から前記ガスタービンに搬送する、請求項３８に記載のシステム。４２．前記予熱手段は、復熱器、第１空気加熱器、流動床空気加熱器、及び第２空気加熱器を有し、前記第２空気加熱器は、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応器のボイラー区分に配置されており、前記システムは、予熱圧縮空気を前記復熱器から前記空気加熱器に導入するための第７搬送手段を含み、前記第１区分は前記復熱器と連通し、予熱されるべき圧縮空気を導入し、前記第２搬送手段は、更に、分離された熱搬送材料を前記流動床空気加熱器に導入し、前記第３搬送手段は、更に、生成ガスを前記第１空気加熱器に導入し、前記第６搬送手段は、更に、タービン排気を前記復熱器に導入し、前記第２区分は予熱圧縮空気を前記加熱器から前記タービンに搬送する、請求項３８に記載のシステム。４３．前記予熱手段は、復熱器、第１空気加熱器、及び第２空気加熱器を有し、前記第２空気加熱器は、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの対流ボイラー区分に配置されており、前記システムは、予熱圧縮空気を前記復熱器から前記空気加熱器に導入するための第７搬送手段を含み、前記第１区分は前記復熱器と連通し、予熱されるべき圧縮空気を導入し、前記第３搬送手段は、更に、生成ガスを前記第１空気加熱器に導入し、前記第６搬送手段は、更に、タービン排気を前記復熱器に導入し、前記第２区分は予熱圧縮空気を前記復熱器及び前記夫々の加熱器から前記ガスタービンに搬送する、請求項３８に記載のシステム。４４．高圧−低圧蒸気発生システムを更に有し、前記第６搬送手段は、更に、前記タービン排気の一部を高圧−低圧蒸気発生システムに導入し、前記タービン排気からの熱を使用して水を蒸気に変え、これを次いで蒸気タービンに導入し、電力を発生する、請求項３５に記載のシステム。４５．前記タービン排気からの酸素が、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンでチャーを完全燃焼させるのに不十分であり、これによって、ＣＯ及びＮ₂を含む低燃焼熱の燃焼性ガスを発生し、前記低燃焼熱のガスをガスタービンの燃焼器で前記高燃焼熱の生成ガスと組み合わせて燃焼する前に、前記低燃焼熱のガスを使用して工程ｉの前記圧縮空気を予熱する、請求項１に記載の方法。４６．前記タービン排気からの酸素が、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンでチャーを完全燃焼させるのに不十分であり、これによって、ＣＯ及びＮ₂を含む低燃焼熱の燃焼性ガスを発生し、前記低燃焼熱のガスを使用して高圧蒸気を発生する、請求項１に記載の方法。４７．前記熱搬送材料は不活性である、請求項１又は２５に記載の方法。４８．揮発分含有炭素質供給体で発電するための方法において、ａ．第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンであって、これらのゾーンを通って熱搬送材料のループが連続的に循環し、第１及び第２の流動化ガスによって夫々流動化される、第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンを提供する工程と、ｂ．揮発分含有炭素質供給体を前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入する工程と、ｃ．約５４０℃（１０００°Ｆ）乃至約１３１５℃（２４００°Ｆ）の第１温度で第１反応ゾーンに進入し、前記第１反応ゾーンの吸熱条件のため前記第１温度よりも低い第２温度で出る前記熱搬送材料によって、前記揮発分含有炭素質供給体を、部分的に熱分解された揮発分からなる生成ガス及び揮発分を実質的に除去した供給体を発生するのに十分な期間に亘って加熱する工程と、ｄ．脱揮発装置で蒸気及び／又は空気又は酸素流動化ガスとして使用することによって、ガス発生反応の温度を必要に応じて上昇する工程と、ｅ．前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を前記生成ガスから分離する工程と、ｆ．前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに、前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を工程ｄから導入し、前記第２流動化ガスとして酸素含有タービン排気ガスを使用する工程と、ｇ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を、前記酸素含有タービン排気ガスの存在下で、前記第１完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンの温度以上の温度で、前記揮発分を実質的に除去した供給体を完全燃焼させるのに十分な時間に亘って発熱反応させ、煙道ガスを発生し、ガスタービン用の圧縮空気供給体を予熱し、蒸気タービンに搬送されて電力を発生する高圧蒸気を発生し、前記熱搬送材料の温度を前記第２温度から前記第１温度と等しいか或いはそれ以上の温度まで上昇させる工程と、ｈ．工程ｇで温度を上げた熱搬送材料を分離し、前記温度を上げた熱搬送材料の一部を前記第１反応ゾーンに搬送する工程と、ｉ．前記工程ｅからの前記生成ガスの一部を圧縮し、圧縮生成ガスを形成する工程と、ｊ．ガスタービン圧縮器からの圧縮空気を提供する工程と、ｋ．前記圧縮生成ガス及び前記圧縮空気をガスタービン燃焼器に導入し、前記圧縮生成ガス及び前記圧縮空気を前記ガスタービン内で燃焼することによって電力及び少なくとも４２５℃（８００°Ｆ）乃至約６５０℃（１２００°Ｆ）の温度の酸素含有タービン排気を提供する工程と、ｌ．工程ｋの前記酸素含有タービン排気ガスを前記第２完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに前記第２流動化ガスとしてリサイクルする工程とを有することを特徴とする方法。４９．前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンは、ガスタービンの作動圧力で又はこの圧力以上で夫々作動する、請求項４８に記載の方法。５０．前記揮発分含有供給体は、バイオマスである、請求項４８に記載の方法。５１．前記揮発分含有供給体は、オリマルションである、請求項４８に記載の方法。５２．前記揮発分含有供給体は、重油である、請求項４８に記載の方法。５３．前記揮発分含有供給体は、ピッチである、請求項４８に記載の方法。５４．蒸気及び／又は空気又は酸素を補助流動化ガスとして又は交換流動化ガスとして前記完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンに導入し、ガスの発生量を増大する、請求項４８に記載の方法。５５．揮発分含有炭素質供給体で発電するための方法において、ａ．第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンであって、これらのゾーンを通って熱搬送材料のループが連続的に循環し、第１及び第２の流動化ガスによって夫々流動化される、第１及び第２の完全同伴型流れ循環式流動床反応ゾーンを提供する工程と、ｂ．揮発分含有炭素質供給体を前記第１循環式流動床反応ゾーンに導入する工程と、ｃ．約５４０℃（１０００°Ｆ）乃至約１３１５℃（２４００°Ｆ）の第１温度で第１反応ゾーンに進入し、前記第１反応ゾーンの吸熱条件のため前記第１温度よりも低い第２温度で出る前記熱搬送材料によって、前記供給体を、部分的に熱分解された揮発分からなる生成ガス及び揮発分を実質的に除去した供給体を発生するのに十分な期間に亘って加熱する工程と、ｄ．脱揮発装置で蒸気及び／又は空気又は酸素を流動化ガスとして使用することによって、ガス発生反応の温度を必要に応じて上昇する工程と、ｅ．前記揮発分を実質的に除去した供給体及び前記熱搬送材料を前記生成ガスから分離し、前記生成ガスの幾分かを前記第１流動化ガスとして使用するためにリサイクルする工程と、ｆ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を工程ｄからの前記熱搬送材料とともに前記第２循環式流動床反応ゾーンに導入し、前記第２流動化ガスとして酸素含有タービン排気ガスを使用する工程と、ｇ．前記揮発分を実質的に除去した供給体を、前記酸素含有タービン排気ガスの存在下で、前記第１反応ゾーンの温度以上の温度で、前記揮発分を実質的に除去した供給体を完全燃焼させるのに十分な時間に亘って発熱反応し、煙道ガスを発生し、ガスタービン用の圧縮空気を予熱し、蒸気タービンに搬送されて電力を発生する高圧蒸気を発生し、前記熱搬送材料の温度を前記第２温度から前記第１温度以上の温度に上昇する工程と、ｈ．温度を再び上昇した前記熱搬送材料を第１及び第２の部分に分離し、前記第１部分を前記第１反応ゾーンに前記熱搬送材料として搬送する工程と、ｉ．ガスタービンの圧縮器区分から圧縮空気を提供する工程と、ｊ．復熱器を設け、工程ｉの前記圧縮空気を前記復熱器にガスタービンからのタービン排気と熱交換関係で導入することによって、前記復熱器内で熱を前記タービン排気から前記圧縮空気に伝達し、第１温度の予熱圧縮空気を形成する工程と、ｋ．第１空気加熱器を設け、工程ｉの前記第１温度の前記圧縮空気の一部を前記第１空気加熱器に導入し、工程ｄの生成ガスを前記第１空気加熱器に導入することによって、熱を前記生成ガスから伝達し、前記第１温度の予熱圧縮空気の前記部分の温度を前記第１温度よりも高い第２温度に上昇する工程と、ｌ．流動床空気加熱器を設け、工程ｉからの前記第１温度の前記予熱圧縮空気の別の部分を前記流動床空気加熱器に導入し、工程ｈからの熱搬送材料の前記分離された第２部分を前記流動床空気加熱器に導入し且つ流動化することによって、分離された熱搬送材料の前記第２部分から熱を伝達し、前記流動床加熱器内の前記第１温度の予熱圧縮空気の前記別の部分の温度を前記第１温度よりも高い第３温度まで上昇する工程と、ｍ．前記第２循環床反応ゾーンの対流ボイラー区分に第２圧縮空気加熱器を設け、工程ｉの前記予熱圧縮空気の更に別の部分を前記第２圧縮空気加熱器に導入し、これによって、前記第２完全同伴型流れ循環式流動床ゾーン内で発生した前記煙道ガスの熱を前記第２空気加熱器内の前記圧縮空気の前記更に別の部分に伝達し、前記第１温度よりも高い第４温度の予熱圧縮空気を形成する工程と、ｎ．圧縮生成ガスを提供する工程と、ｏ．ガスタービンを設け、工程ｍの前記圧縮生成ガス及び工程ｊ、ｋ、ｌ、及びｍの前記予熱圧縮空気部分を前記ガスタービンに導入し、前記圧縮生成ガス及び前記予熱圧縮空気部分を前記ガスタービン内で燃焼することによって電力を提供し、工程ｉの前記タービン排気として使用される少なくとも４２５℃（８００°Ｆ）乃至約６５０℃（１２００°Ｆ）の温度の酸素含有タービン排気を提供する工程と、ｐ．工程ｏの前記酸素含有タービン排気ガスを前記第２完全同伴型流れ循環式流動床ゾーンに前記第２流動化ガスとしてリサイクルする工程とを有することを特徴とする方法。