JPS62502610A

JPS62502610A - 熱エネルギ−の発生法

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Publication number: JPS62502610A
Application number: JP61502000A
Authority: JP
Inventors: シツク・ヨ−ゼフ・フ−ベルト
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Current assignee: Individual
Priority date: 1985-03-25
Filing date: 1986-03-24
Publication date: 1987-10-08
Also published as: DE3511191A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】熱エネルギーの発生法本発明は、一般に燃焼と呼ばれる酸化反応を利用して炭化水素燃料から熱エネルギーを発生させる方法に関する。

節単に「蒸気」と呼ばれる水蒸気は、電気エネルギーへ変換するためのそして熱を発生させるための最も多く利用される、従って比較的多量に必要とされる二次エネルギー源である。周知のように蒸気は主として、例えば暖房装置および火力発電所で加熱の目的で特に大きな複合建築物例えば行政官庁のためおよび個人の世帯等のために、大抵空気の形の酸素による化石燃料の、燃焼と呼ばれる酸化変換反応によってつくられる。

化石燃料の通常の燃焼では、その中に含まれている炭素は空気の酸素によってＣＯ２（またはｃｏ）に酸化され、生じた酸化炭素ガス（煙突ガス）は通常単に大気中へ放出される。それによって、他のエネルギー生産のための価値の高い原料である炭素が失われた。更に、化石燃料の燃焼の際に□使用された燃料の種類に応じて□重要な副生物例えば硫黄化合物、酸化窒素および鉛が大気中へ放出される。我々の地球の炭素の貯えが限られていることおよび今までの酸化炭素排ガスの取扱で炭素Ｊく実際に浪費されていることを別として、この処理方法を続けると大気汚染によって我々の環境が近い将来に完全に破壊される危険がある。更に、長過ぎる輸送によって生じるシステム損失を避けるために暖房装置は出来・るだけ消費地域の近くにあらねばならないということがある。しかしこのことは、暖房装置で実施されるエネルギー発生方法が、できるだけ環境に差し障りのない廃棄物を生じることを前提とする。この問題は今まで十分には解決されなかった。

本発明の課題は、熱媒体としての蒸気従って熱および流れを、これにより炭素の損失が生じずそして有害物質が環境に放出されないようにつくることである。

この課題の解決のために本発明は酸化による燃焼を利用して炭化水素燃料から熱エネルギーを既に知られているように発生させることから出発し、本発明によって請求の範囲第１項の特徴付は部分に記載した特徴を予め用意する。下位の請求項には、有利なためになる別の形を記載する。本発明による方法は高い経済性を可能にする。炭素を含有する燃料生成物は、再使用可能な二次燃料および／または化学原料として完全に使用されるように、循環に導かれる。このように本方法は、完全な炭素再循環を可能にし、大気中への煙突ガスの排出を避ける。環境を損なう廃棄物を決して生じない結果、本方法は居住地域の非常に近くで運転されるので、コストを安く消費地域の近くで熱エネルギーを得るために行うことができる。

本発明による方法で使用される以下「−次燃料」と呼ばれる出発燃料としては、任意の既知の還元作用のある炭化水素化合物およびその混合物を使用することができる。従って例えば−次燃料としてメタン、天然ガス、石炭ガス、分解ガス、合成ガス、都市ガス、コークス炉ガス並びに石油製品例えばナフテン等を、そしてまた化学処理がらの還元性炭化水素含有排ガスを、使用することができる。主にメタンが使用される。他の使用されるべきガスまたはガス混合物を所望により先ずメタン化し、メタン化された生成物を一次燃料として本発明による方法で使用することもできる。

一次燃料は、本発明による方法では合目的的にガス状で使用される。従って、例えば高級の炭化水素例えばパラフィンまたは石油、オレフィンまたはナフテンを使用する場合にはこれらを、本方法に採用する前にガス状態にするのが有利である。

原料としての任意の固形の化石燃料例えば褐炭、石炭等から出発することもできるということがわかる。しかしこれらを次に、既知のガス化反応（メタン生成反応）によって先ずガス状の還元作用のある炭化水素に処理しなければならない。

本発明による分解反応工程で一次燃料は、本発明による方法の燃焼反応工程から生じる酸化炭素ガスと一緒に合成ガスに変換される。この場合、たとえＣＯ□が生じても、これはガス混合物から洗い出され・て循環の分解反応工程中へ再び導入されるかまたは□所望により□後続の触媒反応工程に加えられる。分解反応工程でメタンおよび炭酸は、主として一酸化炭素および水素に分解される。この分解反応で一次燃料および酸化炭素ガスは熱変換され得て、その際に還元が吸熱もしくは発熱によってまたは合目的的に触媒によって行われる。触媒反応の場合には、ニッケル含有またはマグネシウム含有触媒を使用するのが好ましい。その場合、次の反応が起こり得る：ＣＨ，＋　ＣＯ，−〉２　ＣＯ＋　２　ＨｚＣＨａ　＋　ＣＯｚ　−シ　２　Ｃｏ　＋　２　Ｈｚ３　Ｃ）！、　＋　Ｃｏ□＋２Ｈ２０−→４　Ｃｏ　＋　８　Ｈ２゜分解反応工程での反応の実施およびそれで生じる合成ガスの組成は、一定の変動幅で制御することができる。

従って例えば−次燃料に供給されるべき酸化炭素ガスの組成は、燃料反応工程に供給されるべき酸化剤によって変動しうる。純粋な酸素を燃焼反応工程で酸化剤として使用する場合は、有利であり得て、窒素不含の酸化炭素ガスが燃焼反応工程から排ガスとして得られる。しかも該酸化炭素ガスは、一定量の水蒸気を含有する。該水蒸気は、前記の化学反応式を見れば分かるように、分解反応工程で障害を与えない。従ってこの場合、燃焼反応工程からの排ガスを、追加の処理例えば冷却または生成なしで、分解反応工程に導くことができる。しかし、燃焼反応工程から排出された排ガスを先ず冷却してその中に含まれている水分を完全にまたは十分に分離すると大抵エネルギー的にもっと有利なことが分かる。このことは、−次燃料を分解反応工程中への導入前に排ガスの冷却剤として使用して該排ガスを有利に余熱することができるという利益をもたらす。この冷却工程で排ガスとして分離された水は例えばそれの給水施設に供給され、該給水施設は燃焼反応工程で遊離する熱を、熱媒体としての水蒸気の形で受け取る。

分解反応工程でつくられる合成ガスのＣｏ　：　Ｈ２−比は、様りでありうる。

この比は、後続の触媒反応工程で得ようと努める酸素含有炭素生成物に合わされる。例えばアルコール例えばメタノールを触媒反応工程で、以後「二次燃料」と呼ぶ酸素含有炭素生成物として得る積もりの場合には、分解反応工程からの合成ガスを合目的的に１＝２、好ましくは１：２．２のＣＯ：　Ｈ２−比に調節する。例えばイソブチル油−化合物を二次燃料として触媒反応工程でつくるつもりの場合には、相応してもっと高いＣｏ−含量を有する分解反応工程の合成ガスに調節する。

ＣＯ：　Ｈ□−比の調節のために追加的に水素を分解反応工程中へ導入することができる。分解反応工程ですすの生成を避けるために蒸気を用いて行うこともできる。

高い温度の合成ガスが分解反応工程を出る場合には該合成ガスを、触媒反応工程に供給する前に、残留エンタルピーの利用のために膨張装置に通ずる。

触媒反応工程でつくられる二次燃料の種類は、生成物質の形の化学原料の需要に応じて臨機応変に定まる。本発明による方法では二次燃料の一部分を、化学原料としてそのまますぐに使用するために（生成物質）循環過程から取り出して二次燃料の残りの部分だけを触媒反応工程から燃焼反応工程中へ導くのが得策である。分解反応工程に新しく供給される一次燃料の量にほぼ相当する量の二次燃料を生成物質として本発明による循環過程から取り出して化学原料としてそのまますぐに使用すれば有利である。

このことは、循環される炭素化合物の量がほぼ同じままであるという利益をもたらす。循環される炭素量は一定している。

本発明による方法では、合成ガスを分解反応工程から一部分だけ触媒反応工程に導き、他の一部分は燃焼反応工程中へ導入することもできる。所望により、分解反応工程からの合成ガスを一部分は触媒反応工程中へそして他の一部分は後続の別の変換工程中へ導くことができる。このことは、原料を副生物として得る積もりの場合に望ましい。

分解反応工程から排出された合成ガスは、循環過程の他の場所で排出された物質と反応しうる。例として、触媒反応工程から取り出された酸素含有炭素化合物を挙げることができる。この化合物を、合成ガスから取り出された一酸化炭素と反応させることもできる。それは化学工業において、アセトアルデヒドおよびエタノールが本発明による方法の副生物として次の理論的反応によって得られるように、重要な化学原料になる：２　Ｃｏ　＋　２　Ｈｚ　−→Ｃｏ　＋ＣＨ３０Ｈ（二次燃料）Ｃｏ　＋　ＣＨ４（−次燃料）−→ ＣＨ，ＣＨＯ（アセトアルデヒド）ＣＨ３ＣＨＯ＋　Ｈ２−→　Ｃ２Ｈ，ＯＨ（エタノール）触媒反応工程で合成ガスは合目的的に、銅含有触媒の存在下で発熱的に変換される。その際に反応は理論上次の式に従って進む：２ＣＯ＋４Ｈｚ−一→２　ＣＨ，Ｏ）Ｉ分解反応工程から排出された合成ガスがｌ：２よりもおおきなＣＯ：　）１．の比を有する場合には、触媒反応工程に追加的に水素を入れるのが望ましい。ろうの生成および高級炭化水素の生成を避けるためにＣＨ４を存在させる必要がある場合には、このＣＨ４を−次燃料の流入管から分岐させて追加的に触媒反応工程中へ導入することができる。実際には、次の反応機構が明らかになる：１、　ＣＯ＋２１（ｚ　□　ＣＨ３０１（２、Ｃｏ□　＋　３　Ｈ２□　ＣＨｚＯＨ＋　Ｈ２Ｏ３、ＣＨ４＋　Ｈ２０□　３Ｈ２＋Ｃ０４、Ｃｏ　＋　ＨｚＯＨ２＋　ＣＯ□ メタノールをつくるだめの平衡反応は化学量数：（Ｈ２，−Ｃｏ□）　／　（Ｃｏ　＋　ＣＯｚ　）に左右される。この比は、分解反応工程への入口のＣＨ，／　Ｃｏ□−比によって決定される。

触媒反応工程における発熱反応で出る熱は、有利に熱媒体としての蒸気によって得て任意に利用することができる。

燃焼反応工程では二次燃料は、この燃焼反応工程に供給される酸化剤殊に純粋な酸素または空気によって燃焼させられる。その際に得られる熱エネルギーは、熱媒体としての水蒸気と一緒にエネルギー消費者の所へ運び去られる。排ガスは、冷却されてまたは冷却されずに新しい一次燃料と一緒に再び分解反応工程中へ導かれてそこで前記のように更に使用される。

空気が酸化剤として燃焼反応工程で使用される場合には、排ガスを一次燃料と一緒にする前に、排ガ・スから炭素不含の成分を分離するのが得策である。

その際に分離された窒素ガスを大気中へ放出することができる。その際に燃料は失われず、大気は汚れない。この窒素は、本発明による循環過程からの事実上唯一の副生物である。

この窒素は、比較的純粋な形で生じる。従って該窒素を有利に使用することができる。例えば、該窒素が冷却剤または不活性ガスとして使用されることが場所次第で経済的に妥当な場合には、該窒素ガスは冷却剤または不活性ガスとして使用される。

燃焼反応工程から排ガス中の炭素含有成分および炭素不含成分を分離することは、ガス分解工程で有利に行われ、該ガス分解工程の後に燃焼反応工程が接続される。例えばこのガス分解工程で圧力一温度−処理、洗液、圧力一温度−洗浄処理の組み合わせによって、半透膜または異種ガス拡散法によっても排ガスを分解することができる。

次に、図面に図示した流れ図を例にとって本発明を更に詳しく説明する。

図面において、第１図は基本的な処理の流れを示す流れ図であり、第２図は、追加の工程を有する処理の流れを示す流れ図であり、第４図は、変更を加えた別の処理の流れを示す流れ図であり、第５図は、変更を加えた別の処理の流れを示す流れ図であり、第６図は、生成物を得るための追加の反応工程を有する、変更を加えた別の処理の流れを示す流れ図であり、第７図は、メタンが一次燃料として導入される処理の流れを示す流れ図であり、第８図は、合成ガスが空気で燃焼させられる、第７図による処理の決れに似た処理の流れを示す流れ図であり、第９図は、メタンおよび水素が一次燃料として使用される処理の流れを示す流れ図であり、第１０図は、変更を加えた別の処理の流れを示す流れ図でありそして第１１図は、触媒反応工程なしで行われる処理の流れを示す流れ図である。

全部の実施態様で、−次燃料としてＣＨ４が導管２によって循環過程中へ導入される。

第１図の記載によれば、−次燃料は導管２によって直ちに分解反応工程１７中へ導入され、該分解反応工程１７中へ同時に、燃焼反応工程１１から導管９によって流れ込む酸化炭素ガスが導管３を通って入る。

反応器１７で、−次燃料および酸化炭素ガスが一酸化炭素および水素に分解される。その際に生じた合成ガスは、導管４によって触媒反応工程１８中へ導かれて、該触媒反応工程１８で二次燃料ＣＨ３０Ｈに変えられる。この反応は発熱で進む。その際発生する熱は、沸騰水に対して等温で回収される。この熱エネルギーは、蒸気として自由に使用できる。

分解反応工程から、蒸気の割合の高いそしていわゆるＣＯ□−循環ガスを含んだ合成ガスが出る。温度は８６０°Ｃである。圧力は１５　ｂａｒである。このガス−蒸気混合物の高いエネルギー保有量が利用される。このためにそれは、廃熱ボイラーに供給される。この廃熱ボイラーで、反応器１７での分解過程、−次リフォーマへに必要な蒸気量かつ（られる。ガス−蒸気混合物は、約２５０°Ｃの温度、１４．５　ｂａｒの圧力で廃熱系から出るので、依然として高いエネルギーを持っている。このエネルギーも利用される。蒸気−ガス混合物は、膨張タービンへ導かれる。この膨張タービンは、圧縮機の群を動かす。この圧縮機の群は、１、ＣＯ□−洗浄から出る合成ガスを後続のメタノール−合成のために、２、Ｗ環−ＣＯ□をそして３、導管２および３によって供給されるべきそして分解されるべきガフ、（ｃ）Ｉ４　＋ＣＯ２）を圧縮する。

ガス−蒸気混合物の排出温度は、装置の圧縮機の全性能に左右される。一般に、ガス−蒸気混合物のエネルギーは、膨張タービンの入口でガス−蒸気混合物に含まれている水蒸気成分が凝縮するまで利用される。この場合には、駆動クーピンは、いわゆる復水タービンであシ、圧縮されるべきガスの組成のために少ししかエネルギーが必要とされない場合には、過剰のエネルギーは、廃熱系での追加の蒸気発生に利用され得る。

二次燃料、メタノールは、導管６によってボイラー中へ燃焼反応工程１１のために導かれる。このボイラーで上記燃料は、導管７によって加えられる酸化剤で燃焼させられる。その際に生じる熱エネルギーは、導管８によって送られる熱媒体としての水蒸気を含む水と一緒に得られ、任意の他の用途に自由に使用できる。

第２図に示した突流態様では、燃焼反応工程１１に酸化剤として導管７がら空気が入れられる。導管９によってそこから排出された排ガスは先ず冷却器１２で予冷される。導管２によって導入される一次燃料が冷却剤として役立つ。該燃料は、そこを通って予熱され、予熱された状態で反応器１７に、即ち分解反応工程に供給される。冷却器１２で冷却された排ガスは、導管９ａによって更に導かれ、圧縮機１３で圧縮され、そこから導管９ｂによって塔１４へ供給される。この塔で炭素含有ガス成分が窒素成分から分離される。塔１４の頂部で導管１０ａから窒素が排出され、膨張装置１６例えば膨張タービンで圧力が除かれ、次に導管１０によって大気中へ放出されるか又はそのほかの別の使用のために取り出され得る。

窒素不含の酸化炭素ガスは塔１４から導管９Ｃによって蒸発器１５に供給される。そこからそれは導管３によって反応器１７の中へ達する。分解反応工程で反応器１７でつくられた合成ガスは、導管４によって触媒反応工程１８の中へ導かれる。そこでつくられたメタノールは、一部分が導管５によって生成物−メタノールとして、別の反応の化学原料として排出される。それは一部が二次燃料として導管乙によって燃焼反応工程に、ボイラー１１の中に供給され、そこで燃焼させられる。その際再び、得られた燃焼エネルギーは、導管８によって供給される熱媒体としての水蒸気と一緒に、任意の利用のために運び去られる。所望により、触媒反応工程１８での発熱反応によって一定の熱保有量を有する触媒反応工程から導管５によって排出された生成物−メタノールは、化学原料としての任意のその他の使用のために循環過程から排出される前に、膨張段階のだめの加熱剤として蒸発器１５で使用される。

第３図に示した実施態様は、第１図による方法の変形である。導管９によって燃焼反応工程１１から排出される排ガスは、導管３によって分解反応工程に、反応器１７の中に供給される前に先ず冷却器１２に供給されてそこで予冷される。冷却器１２における冷却剤としては導管２によって循環過程の中へ入れられる一次燃料が使用され、該燃料はこのようにして予熱されて同様に反応器１７に供給される。排ガス中に含まれている冷却で分離する水は、冷却器１２から導管２９によって排出される。この水は、燃焼反応ボイラー１１を通って導管８の中に熱媒体として導かれる水に加えることができる。

分解反応工程１７、ｄ謀反応工程１８および燃焼反応工程１１の曲の処理は、この実施態様では、第２図との関係で先に記載したと同様に行われる。相違は、導管７によって轄規反応工程１１の中へ導入される酸化剤が側枠なは累であることであシ、該酸素は前に接続された空気分解装置２６で、導管２７によって導入された空気から得られる。この場合にも窒素はまた、凝水のほかに冷却器１２で生じる唯一の副生物である。もちろん、このように処理する場合には窒素は空気分解装置２６の導管２８によって排出される。該窒素は、第２図との関係で前に記載したように処理するかまたは使用することができる。

他の突弛匹様を第４図に示す。Ｐ焼反応工程１１に関する処理、そこから逃れる排ガスの処理および分解反応工程１７・＼の装入は、第６図との関係で記載したと同様に行われる。相違は、分解反応工程１７から導管４によって排出された合成ガスが、触媒反応工程１８の中へ導入される前に分けられることである。一部分は導管４ａによって触媒反応工程１８に導かれてそこで、記載したように酸素含有炭素化合物ＣＨ３０Ｈに変えられ、該化合物は導管５によって生成物−メタノールとして得られる。合成ガスの他の部分は導管４ｂによってすぐに二次燃料として燃焼反応工程１１中へ導入されてそこで燃焼させられる。エネルギーは、導管８の中に４かれた熱媒体によって得られる。

第５図による実施態様は、第２図との関係で記載した処理の仕方に似ている。しかしこの実ＡＮ様では二つの冷却器＋２ａおよび１２ｂが燃焼反応工程１１と、圧縮機１３、塔１４並びに膨張装置１５および１６から成るガス分解工程との間に存在する。

冷却器１２ａで、第一の冷却工程で、排ガスが予冷される。冷却剤として導管７によって空気が送られ該空気は、二次燃料が運ばれて来る導管６で継送される。

従ってこの場合には燃焼反応工程１１へ入る前に既に酸化剤の空気と二次燃料との混合が行われる。このことは、燃焼反応の効率に有利な影響を及ぼす。第一の冷却器１２ａで予冷された排ガスは、導管９ｄによって第二の冷却器１２ｂに導かれる。

この冷却器１２ｂで排ガスは、導管２によって送られる冷却剤としての一次燃料で冷却される。そこから処理の仕方および後処理は、第２図との関係で記載したと同様に行なわれる。凝縮した水は、冷却器１２ｂから導管２９によって排出され、一部分は３０によって循環過程から除かれる。このことは一部分が導管３１によって行なわれる。導管３１から水は熱媒体としてエネルギー吸収のために導管８に供給される。

第６図は、抜粋して示した所が第２図による処理の仕方を示す。化学原料として使用可能な追加の生成物質を得るだめの変更態様が断線で示されている。

この実施態様では、反応器１７でつくられた合成ガスの一部分だけが導管４によって触媒反応工程１８に供給される。他の一部分は、導管２３によって、並列に接続された変換反応器２１の中へ導かれる。

この反応器２１で合成ガヌは、式％式％によって反物される。ＣＯは変換反応器２１から取シ出されて導管２４によって後の変換反応器１９に供給される。導管２から分岐させてこの反応器１９に、導管２ａによってメタンが導入される。変換反応器１９では式ＣＨ４＋Ｃ○　−−＊　ＣＨ３ＣＨＯによってアセトアルデヒドが得られる。このアセトアルデヒドは導管２５によって後の変換工程、触媒反応器２０の中へ移される。この反応器２ｏでアセトアルデヒドは、導管３２によって加えられる水素で反応式％式％（５０ニヨってエタノールに還元きれる。このアルコールは導管２２によって生成物− エタノールとして取り出される。

変換反応器２１でっ（られたｃＨ３ｏＨは、追加の二次燃料として反応器２１がら導管６ａによって導管乙に供給される。こうして該二次燃料は、触媒反応工程１８から生じた二次燃料と一緒に燃焼反応工程１１の中へ達する。この実施態様では、熱媒体８によって取去られる熱エネルギーおよび導管１ｏまたは２８から排出される窒素並びに導管２９または３゜から排出される水のほかに、生成物のメタノールおよび生成物のエタノールが生じる。前者は導管５によってそして後者は導管２２によって排出される。

選択により、変換反応器１９からアセトアルデヒドを、更に使用可能な生成物として取り出すこともできる。

第７図には、特別の実施例が例解されている。メタンが一次燃料として循環過程中へ導入され、燃焼反応工程からボイラー１１で生じた酸化炭素ガスと一緒にミキサーで混合される。この混合物は、圧縮機で圧縮されて分解反応工程で合成ガスに変換される。蒸気の割合の高いそしていわゆるＣＯ２−循環ガスを含む合成ガスが分解反応工程から出る。１５ｂａｒの圧力で温度は８６０℃である。このガス−蒸気混合物の高いエネルギー保有量は先ず、反応器１７、−次リフオーマ −における分解過程のために必要な蒸気量かつ（られる廃熱ボイラーに該ガス− 蒸気混合物が供給されることによって利用される。

該ガス−蒸気混合物は約２５０℃の温度および１４．５ｂａｒの圧力の廃熱系を出るので、依然として高いエネルギーを有する。このエネルギーは次に、原動力として圧縮機の群のために使われる膨張タービンに該蒸気−ガス混合物が導かれることによって使用される。この圧縮機の群によって１、ＣＯ２−洗液から出る合成ガスが後続のメタノール合成のため、に圧縮され、２、　循環−ＣＯ２が圧縮され、そして＆　導管２および３を通って来る分解されるべきガス（ＣＨ３ＣＨＯ）の圧縮も行なわれる。

ガス−蒸気混合物の出口温度は、設備の全圧縮機性能に左右される。一般に、ガス−蒸気混合物のエネルギーは、膨張タービンの入口で、ガス−蒸気混合物中に含まれている水蒸気の部分が凝縮するまで十分に利用され得る。この場合には原動タービンはいわゆる復水タービンである。圧縮されるべきガスの量比のゆえに比較的少量のエネルギーしか必要でないので、過剰のエネルギーは廃熱系で更に蒸気をつ（るのに利用され得る。

圧縮された合成ガスは、一部分が触媒反応工程でのメタノール合成に供給され、他の一部分がボイラー１１で燃焼させられる。それは、純粋な酸素で燃焼させられる。該酸素は、前に接続された酸素設備で得られ、合成ガスにボイラーの中へ入る前に混合される。酸素−設備から窒素は任意の利用のために運び去られる。

メグノール合成で得られたメタノールは、非常によく利用しうる生成物として循環から排出される。

第８図に示した区式は、第７図の場合と同様に行なわれる処理の仕方の例である。しかし合成ガスは、空気で燃焼させられる。その際、ボイラー１１からの排ガスは、冷却されるだけでなく、更に第一のＣＯ２−洗液を通過させられる。この場合、燃焼空気から生じた窒素は、この第一〇〇〇２−洗液から排出される。第一〇〇〇２−洗液の後で、前記のように、酸化炭素ガスは一次燃料メタンと混合される。この混合物は圧縮される。圧縮された混合物は分解を受ける。得られた合成ガス−蒸気混合物は、廃熱系および第二のＣＯ２−洗液を通過させられる。

圧縮されだ合成ガスは、メクノール−合成にまたは空気の添加のもとにボイラー１１での？焼反応に供給される。

この実施例では、ＣＯ２−循環ガスは二回洗浄される。

第９図の流れ図は、−次燃料としてメタンプラス水素が使用される例のだめの第７図による処理の実施態様である。この実施例は、水素を添加するので、メタンの必要量がはるかに少ない。そのほかの処理の方策は、大体において第７図の場合と同じであム第１０図の流れ図には、第７図の実施態様とは異なる様に変更された処理の例が示されている。再びメタンが一次燃料として循環過程中へ導入された。

しかし同時に約５０容量％の燃焼反応工程から流れ去った排ガスが冷却器の後ろで循環過程から大気中へ排気される。この処理の仕方ではメタンおよび蒸気の必要量が第７図に記載した例の場合と異なる。

第１１図の流れ図は、触媒反応工程なしで行なわれる循環過程の実施例である。

−次燃料として再びメタンが導入される。これは、第７図で記載したと同様に、燃焼反応工程から出だ冷却された酸化炭素ガスと混合される。この混合物は圧縮される。次に、圧縮された混合物は分解反応工程で合成ガスに変換される。分解反応工程から生じた合成ガス−蒸気混合物のエネルギー保有量は、前記と同様に利用される。合成ガスは、Ｃ０２−洗液を通過して圧縮機で圧縮された後に、酸素−設備から得られた酸素と混合され、ボイラーに燃焼のためおよび熱を得るために供給される。この処理の例では、メタンの発生なしで行なわれる。

保護の要求には、すべての新規な処理工程が、たとえそれらが次の特許請求の範囲の内容でな（ても、属する。

■　？　−ｒ＼　■ 手続補正書鋺弐）昭和６２年８月５日

Claims

【特許請求の範囲】

１．分解反応工程と燃焼反応工程とが直列に接続されている循環過程に、還元作用のある出発炭化水素（一次燃料）と燃焼反応工程から出る酸化炭素ガスとが前記分解反応工程中へ導入されて該工程で合成ガスに変えられ、二次燃料としての前記分解反応工程からの合成ガスが、酸化剤を供給した前記燃焼反応工程中へ導かれて該燃焼工程中で酸化によって燃焼せしめられ、その際に熱エネルギーが蒸気の形で得られ且つ前記燃焼反応工程からの燃焼で生じた酸化炭素ガスが排出されて新鮮な一次燃料と一緒に前記分解反応工程中へ導かれることによって特徴付けられる、燃焼として知られている酸化反応を使用して炭化水素燃料から熱エネルギーを発生させる方法。
２．分解反応工程と燃焼反応工程との間の循環過程に触媒反応工程が挿入され、前記分解反応工程からの合成ガスが少なくとも一部分は前記触媒反応工程中へ導かれて該触媒反応工程で触媒によって酸素含有炭素化合物に変えられ、該化合物は随意に、酸化剤を供給した燃焼工程中へ二次燃料として導かれて該工程中で熱回収下で燃焼せしめられそして／または別の利用のために生成物として前記循環過程から排出されることによって特徴付けられる、請求の範囲第１項による方法。
３．分解反応工程からの合成ガスが一部分は触媒反応工程中へそして他の一部分は燃焼反応工程中へ導かれることによって特徴付けられる、請求の範囲第１項または第２項による方法。
４．分解反応工程からの合成ガスが、一部分は触媒反応工程中へそして他の一部分は並列に接続された別の反応工程に供給されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲の中の一つによる方法。
５．一次燃料が、ガス状で分解反応工程中へ導入されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲の中の一つによる方法。
６．分解反応工程で一次燃料と酸化炭素ガスとが熱によって変換されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲の中の一つによる方法。
７．分解反応工程で一次燃料と酸化炭素ガスとが触媒によって変換されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲の中の一つによる方法。
８．ニッケル含有触媒が使用されることによって特徴付けられる、請求の範囲第７項記載の方法。
９．マグネシウムを含有する触媒が使用されることよって特徴付けられる、請求の範囲第７項記載の方法。
１０．触媒反応工程で合成ガスが、銅含有触媒の存在下で発熱的に変換されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲の中の一つによる方法。
１１．触媒反応工程からの熱の搬出が水に対して等温的に行われ、生じた水蒸気からエネルギーが得られることによって特徴付けられる、請求の範囲第１０項による方法。
１２．燃焼反応工程で酸化剤として酸素（Ｏ２）が使用されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲の中の一つによる方法。
１３．燃焼反応工程で酸化剤として空気の分解からの酸素ガスが使用されることによって特徴付けられる、請求の範囲第１２項による方法。
１４．燃焼反応工程で酸化剤として空気が使用され、燃焼反応工程にガス分解工程が接続され、該ガス分解工程で前記燃焼反応工程からの排ガスが炭素含有成分と炭素不含成分とに分けられ、炭素不含成分が循環から排出されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲第１項から第１１項までの中の一つによる方法。
１５．燃焼反応工程からの排ガスがガス分解工程で、圧力−温度処理によって分解されるということによって特徴付けられる、請求の範囲第１４項による方法。
１６．ガス分解の際に炭素含有成分の分離が洗液で行われることによって特徴付けられる、請求の範囲第１４項による方法。
１７．燃焼反応工程からの排ガスが、ガス分解工程で圧力−温度−洗浄処理の組み合わせにより分解されることによって特徴付けられる、請求の範囲第１４項による方法。
１８．炭素不含成分の分離が半透膜で行われることによって特徴付けられる、請求の範囲第１４項による方法。
１９．燃焼反応工程からの排ガスが、ガス分解工程で異種ガス拡散法によって分解されるということによって特徴付けられる、請求の範囲第１４項による方法。
２０．燃焼反応工程から排出された排ガスが、先ず冷却装置へ導かれ、該装置で冷却剤として一次燃料が使用されることによって前記排ガスが冷却されると同時に前記一次燃料が予熱されるということによって特徴付けられる、前記の請求の範囲第１１項から第１９項までの中の一つによる方法。
２１．一次燃料としてメタンまたは天然ガスが使用されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲の中の一つによる方法。
２２．触媒反応工程がメタノール−合成として運転され、該工程で生じたメタノールが別の利用のために循環から排出されて生成物として得られることによって特徴付けられる、請求の範囲第２１項による方法。
２３．一次燃料として高級炭化水素例えばパラフィンまたは石油が使用され、該高級炭化水素か、分解反応工程中へ導入される前にガス状態にされることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲第１項から第２０項までの中の一つによる方法。
２４．一次燃料としてオレフィンが使用され、該オレフィンが、分解反応工程中へ導入される前にガス状態にされることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲第１項から第２０項までの中の一つによる方法。
２５．一次燃料としてナフテンが使用され、該ナフテンが、分解反応工程中へ導入される前にガス状態にされることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲第１項から第２０項までの中の一つによる方法。
２６．燃焼反応工程からの排ガスの廃熱が、一次燃料のそして／または燃焼反応工程中へ導入されるべき酸化剤の余熱に使用されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲の中の一つによる方法。
２７．分解反応工程中へ追加的に水素が導入されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲の中の一つによる方法。
２８．触媒反応工程中へ追加的に水素が導入されることによって特徴付けられる、前記の請求の範囲の中の一つによる方法。