(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素質原料を合成ガスとスラグに変換する複数室システムであって、
炭素質原料を加工原料および主室ガスに変換する一つまたは複数の主室と、ここで各々の前記主室は、原料吸入口、第一空気供給手段、主室ガス排出口、および加工原料排出口を備える；
加工原料を残さと第二次室ガスに変換する一つまたは複数の第二次室と、ここで各々の前記第二次室は、加工原料を少なくとも一つの前記主室から受け取るための加工原料吸入口、第二空気供給手段、オプションでのプロセス添加物供給口、第二次室ガス排出口、残さ排出口、および、前記残さ排出口を部分的に遮るように構成され、これによって前記第二次室から排出される材料の流れを制限する物理的障害を備える；
一つまたは複数のガス改質室と、ここで各々の前記ガス改質室は、前記主室または第二次室から受け取った前記主室ガスおよび／または前記第二次室ガスを加工合成ガスに変換するためのガス改質ゾーンを備えており、このゾーンは、少なくとも一つの前記主室および第二次室のガス排出口に流体連結しており、かつ、合成ガス排出口、および一つまたは複数の改質熱源を備える；
前記第二次室からの残さをスラグに変換するための、一つまたは複数の溶融室と、ここで各々の前記溶融室は、前記第二次室の残さ排出口と連通している残さ吸入口、一つまたは複数の溶融熱源、およびスラグ排出口を備える；および
前記システムの運転を管理する制御システムと
を備える複数室システム。
【請求項２】
前記主室、前記第二次室および前記ガス改質室のうちの少なくとも一つは、プロセス添加物供給口を備える、請求項１に記載の複数室システム。
【請求項３】
少なくとも一つの前記改質熱源は、プラズマシステムまたは水素バーナーである、請求項１または２に記載の複数室システム。
【請求項４】
前記原料吸入口は第一および第二原料吸入口を備えており、前記第二原料吸入口は原料添加物供給のために用いられる、請求項１〜３のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項５】
少なくとも一つの前記第一空気供給手段と第二空気供給手段は、合成ガス−空気熱交換器から加熱空気を受けとる、請求項１〜３のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項６】
前記第一空気供給手段と前記第二空気供給手段は、加熱空気吸入口である、請求項１〜３のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項７】
前記主室は、加工原料についての滞留時間制御手段をさらに備える、請求項１〜３のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項８】
前記滞留時間制御手段は、制御可能な固形物除去手段を備える、請求項７に記載の複数室システム。
【請求項９】
前記の制御可能な固形物除去手段は、回転アーム、プッシャーラム、あるいは一連のスクリューを備える請求項８に記載の複数室システム。
【請求項１０】
少なくとも一つの前記溶融熱源は、プラズマシステム、ガスバーナー、またはジュール加熱要素である、請求項１または２に記載の複数室システム。
【請求項１１】
少なくとも一つの前記主室は水平方向であり、少なくとも一つの前記第二次室は垂直方向である、請求項１〜３のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項１２】
少なくとも一つの前記主室は、制御可能な固形物除去手段として使用される一つまたは複数の横伝達ユニットを備える、請求項１〜３のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項１３】
前記制御システムは、
前記複数室システム内の運転パラメータを監視し、そのデータを得るための、一つまたは複数の検出要素と、
前記複数室システム内の運転条件を調整するための一つまたは複数の応答要素とを備えており、
ここで、前記検出要素と前記応答要素は、前記複数室システム内に統合され、かつ、前記応答要素は、前記検出要素から得られたデータに従って、複数室システム内の運転条件を調整するようになっており、かつ、前記制御システムは、フィードバック制御のために構成されており、一定のおよび／または特定の組成を有する合成ガスの産出に供するようになっている、
を備える請求項１〜３のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項１４】
炭素質原料を合成ガスと残さに変換する複数室システムであって：
前記炭素質原料を加工原料と主室ガスに変換するための主室と、ここでこの主室は、原料吸入口、主室ガス排出口、第一空気供給手段、および加工原料排出口を備える；
前記主室から前記加工原料を受け取るように構成され、かつ、上部の炭素変換ゾーンと下部のスラグ溶解ゾーンとを備える２ゾーン炭素変換器と、ここで前記炭素変換ゾーンおよび前記スラグ溶解ゾーンは、ゾーン間領域により分離されており、ここで、前記ゾーン間領域は、前記加工原料をスラグおよび２ゾーン炭素変換器ガスに変換するために、前記炭素変換ゾーンからの材料の流れを、前記スラグ溶解ゾーンに案内するための物理的障害を備えており、さらに、前記２ゾーン炭素変換器は、前記主室から加工原料を受け入れるための加工原料取入口と、ガス排出口と、特定ゾーン熱システムと、スラグ排出口とを備える；
一つまたは複数のガス改質室と、ここでこれは、ガス改質ゾーンと、合成ガス排出口と、一つまたは複数の改質熱源とを各々備えており、前記主室ガスおよび／または前記２ゾーン炭素変換器ガスを加工合成ガスに変換するために、前記ガス改質ゾーンは、前記主室と前記２ゾーン炭素変換器のガス排出口とに流体連結しており；
前記複数室システムの運転を管理する制御システムと
を備える複数室システム。
【請求項１５】
前記ガス改質室は、プロセス添加物供給口を備える、請求項１４に記載の複数室システム。
【請求項１６】
少なくとも一つの前記改質熱源は、プラズマシステムまたは水素バーナーである、請求項１４に記載の複数室システム。
【請求項１７】
前記原料吸入口は、第一および第二原料吸入口を備え、前記第二原料吸入口は原料添加物供給のために用いられる、請求項１４〜１６のいずれかの複数室システム。
【請求項１８】
少なくとも一つの前記第一空気供給手段と第二空気供給手段は、合成ガス−空気熱交換器から加熱空気を受けとるようにされている、請求項１４〜１６のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項１９】
前記主室は、加工原料についての滞留時間制御手段をさらに備える、請求項１４〜１６のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項２０】
前記滞留時間制御手段は、制御可能な固形物除去手段を備える、請求項１９に記載の複数室システム。
【請求項２１】
前記の制御可能な固形物除去手段は、回転アーム、プッシャーラム、あるいは一連のスクリューを備える、請求項２０に記載の複数室システム。
【請求項２２】
前記主室は水平方向である、請求項１４〜１６のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項２３】
少なくとも一つの前記主室は、制御可能な固形物除去手段として使用される一つまたは複数の横伝達ユニットを備える、請求項１４〜１６のいずれかに記載の複数室システム。
【請求項２４】
前記制御システムは、
前記複数室システム内の運転パラメータを監視し、そのデータを得るための、一つまたは複数の検出要素と、
前記複数室システム内の運転条件を調整するための一つまたは複数の応答要素と
を備えており、
ここで、前記検出要素と前記応答要素は、前記複数室システム内に統合され、前記応答要素は、前記検出要素から得られたデータに従って、前記複数室システム内の運転条件を調整するようになっている
請求項１４〜１６のいずれかに記載の複数室システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス化の分野にかかわっており、特に発電のための炭素質原料のガス化方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガス化は、炭素質原料といわれる炭素ベースの原料から可燃性ガスまたは合成ガス（例えば、H2、 CO、CO2、CH4など）の生成を可能にするプロセスである。ガスは発電に用いられたり、化学製品や液体燃料生成のための基本的な原材料として使われる。このプロセスにより、発電に使われたり、または化学製品や輸送燃料製造会社の主要構成要素として用いられるガスの生成が可能となる。
【０００３】
特に、本ガスは以下の用途に用いられる。内部処理および／または他の外部目的用の蒸気生成のためのボイラー内燃焼、蒸気タービンを通じた発電用、ガスタービンまたはガスエンジン内での発電のための直接燃焼、燃料電池、メタノールや他の液体燃料の生成、プラスチックや肥料などの化学製品生産のためのさらなる原料用、離散産業燃料ガスとして水素と一酸化炭素両方の抽出、そして必要に応じて他の工業熱用件。
【０００４】
ガス化は、焼却または燃焼プロセスではない。焼却プロセスも燃焼プロセスも、過剰酸素で炭素質原料を熱破壊するよう機能し、CO2、H2O、SO2、NO2、そして熱を生成する。焼却はまた、ボトムアッシュとフライアッシュを生成するが、これらはたいていの場合、有害廃棄物として収集、処理、そして処分されなければならない。対照的に、ガス化プロセスは、無酸素状態または限られた酸素量の中で機能し、H2、CO、H2S、そしてNH2から成る生ガス組成を生み出す。浄化後の主要なガス化による生成物は、H2とCOである。
【０００５】
過剰空気で供給原料を完全にエネルギーと灰に変換するよう働く焼却とは対照的に、ガス化は、制御された条件で炭素質原料を加熱することにより、炭素質原料を高エネルギー燃料に変換する。ガス化プロセスは、焼却が直接起こらないよう、意図的に変換を制限する。ガス化プロセスは、半化学量論的条件の下、酸素の供給量が制御された状態（概して、理論的に完全燃焼に必要とされるO2の35パーセントあるいはそれ以下）で作用し、炭素質原料が、ガス化により、リサイクルやエネルギー回収のためにさらに処理されうる貴重な中間体に変換されるのを可能にしている。ガス化プロセスの中には、間接加熱を利用するものもあり、ガス化炉での炭素質原料の燃焼や、製品ガスが窒素と過剰なCO2で薄まるのを避けている。
【０００６】
一般的に、このようなガス化プロセスは、制御された、限定量の酸素と蒸気とともに、炭素を含んだ材料を加熱された室（ガス化炉）に供給することで構成される。ガス化炉内の条件によりもたらされた高温の操作温度において、化学結合は、熱エネルギーと部分酸化により切断され、無機鉱物は、溶解するか、またはガラス質になり、スラグと呼ばれる溶融ガラスのような物質を形成する。
【０００７】
都市固形廃棄物、有害廃棄物などは別として、異なる結合度の石炭は原料として用いられる。これには、結合度の低い、高硫黄石炭を含むが、これは硫黄含有量の高い排出物を生成するため、石炭火力発電での使用には向かない。廃棄用石炭粒子や、石炭の採掘、選り分け、洗浄後に残るシルトも、ガス化には有用である。石炭は、酸素と蒸気でガス化され、一酸化炭素、水素、二酸化炭素、気体硫黄化合物や微粒子を含んだ、いわゆる「合成ガス」を生成する。ガス化段階は通常、約650度から1200度の温度範囲で、大気圧においてか、あるいはより一般的には、約20から約100気圧までの高気圧において実施される。
【０００８】
いくつかの異なる種類の石炭があり、各々、地史に起因する異なる特性を示す。炭素開発の度合いは、石炭の「ランク」と呼ばれる。泥炭は、石炭形成環境の成長帯の直下にある、植物質の層である。植物質は交代がほとんど見られず、生きた植物の根を含んでいる。亜炭は、地質学的にはとても若い（40,000年以下）。それは柔らかく、繊維質で、大量の水分（通常は約70％）を含み、低エネルギー含量(８-10 MJ/kg)である。黒炭は、6500万年から１億500万年前のものまで幅があり、中には２億6000万年前のものもある。これらは、より固く、光沢があり、3％以下の水分量で、最大約24-28MJ/kgのエネルギー含量を示しうる。無煙炭は、事実上水分はなく、とても揮発性物質含量が低いため、ほとんどあるいは全く煙なしで燃える。それは、エネルギー含量最大約32MJ/kgまで示しうる。
【０００９】
石炭はしばしば硫黄化合物を含むため、例えば、ガスタービン内での発電の際など、使用前に製品の燃料ガスから硫黄が除去された、クリーンな燃料ガス製品を生成するための、石炭のガス化プロセスを提供しようとする試みが行なわれてきた。さらに、ガス化ゾーンからのガスは、精製され、炭塵やフライアッシュ、あるいは気化された灰、アルカリなどの、多くの他の不純物も取り除かれる。
【００１０】
合衆国も含め、いろいろなアプリケーションで使用される合成ガス生成のための、様々な炭素のガス化技術に関する、多くの特許がある。特許番号 4,141,694、4,181,504、4,208,191、4,410,336、4,472,172、4,606,799、5,331,906、5,486,269、そして6,200,430。
【００１１】
様々な種類の多くのバイオマスが、合成ガス生成のためのガス化プロセスの原料としての使用に適している。例えば、ガス化に有効なバイオマスには、パルプや古紙、破砕された樹皮や木材チップ、おがくずなどの木材製品、下水や下水汚泥、食品廃棄物、植物、稲わら、農業廃棄物、動物廃棄物、セルロース型産業廃棄物（建設廃棄物など）がある。事実、バイオマスは、現在の文脈での使用においては、エネルギー源あるいは工業原料として用いられうる、いかなる生物由来の物質も含むものと定義される。バイオマスは、太陽エネルギーにより、また空気や水、土、あるいは同様の天然物質の作用によって生成されるため、無限に生産することが可能であり、従って、合成ガス生成のためのガス化プロセスに使用される炭素の無制限の供給源を提供している。
【００１２】
合衆国も含め、いろいろなアプリケーションで使用される合成ガス生成のための、様々なバイオマスのガス化技術に関する、多くの特許がある。特許番号6,948,436、6,987,792、6,923,004、6,991,769、6,808,543、6,830,597、6,680,137、 6,685,754、6,615,748、6,032,456、5,425,792、そして4,699,632。
【００１３】
プラズマトーチ技術も、石炭とバイオマスのガス化に用いられてきた。プラズマアークトーチは、作業ガスの電離とイオン化によって作り出され、プラズマアークの中心線において高温状態を確立する。市販のプラズマトーチは、適用の際、長期間にわたって、適切に高火炎温度を生み出すことができ、出力約100kWから6MWを超えるものまで各サイズ用意されている。
【００１４】
プラズマは、少なくとも部分的にイオン化された高温の発光ガスであり、ガス原子、ガスイオン、そして電子から構成される。プラズマは、この方法で、どのガスからでも生成されうる。ガスは中立（例えば、アルゴン、ヘリウム、ネオン）であったり、還元的（例えば、水素、メタン、アンモニア、一酸化炭素）であったり、あるいは、酸化的（例えば、酸素、窒素、二酸化炭素）であったりするため、これにより、プラズマにおける化学反応の優れた制御が可能となる。バルク相では、プラズマは電気的に中性である。熱プラズマは、ガスを電気アークに通すことにより作られる。ガスをアークに通してマイクロ秒内のうちに、電気アークは、抵抗加熱と放射加熱により、急速にガスを非常に高温まで加熱する。典型的なプラズマトーチは、電極がチューブの同軸上、中央に置かれた、作業ガスが通る細長いチューブから構成される。このようなトーチのあるタイプでは、陽極となる中央電極の端と、陰極となる外部電極の間の溝を横断して、高直流電圧が適用される。陽極、陰極間の溝にあるガスを通って流れる電流が、イオン化気体分子から成る高温電磁波エネルギーのアーク形成をもたらす。空気を含む、あらゆるガスまたはガス混合体が、プラズマトーチを通過できる。
【００１５】
炭素とバイオマスのガス化によるガス製品は、「合成ガス」と呼ばれ、一酸化炭素、水素、二酸化炭素、気体硫化化合物、そして微粒子を含む。ガス化は通常、約650度から1200度の温度範囲で、大気圧においてか、あるいはより一般的には、約20から約100気圧までの高気圧において実施される。
【００１６】
高温のガス化では、プロセスは通常、空気、酸素、蒸気、二酸化炭素、あるいはこれらの混合ガスと炭素との、華氏1300度（摂氏700度）あるいはそれ以上での反応を伴い、気体状の製品を生成する。いったん炭素質材料がガス状態に変換されると、硫化化合物や灰などの不要物質は、ガスから除去される。このプロセスで生成されるものは、炭化水素ガス（合成ガスとも呼ばれる）、炭化水素の液体（オイル）、加工原料／チャー（カーボンブラックと灰）、熱、そしてスラグを含む。
【００１７】
高温でのガス化の副産物は、非浸出性で、無害の、ガラスのような物質、スラグであり、蒸発しない無機物から成る。高温条件では、鉱物質は溶けて、溶融スラグとして除去され、消火または冷却にあたって、ガラスのような物質を形成する。この物質は、建設資材としての使用に適している。例えば、この物質は、砕かれ、道路などの用途に使用されるアスファルトに組み込まれる場合もある。あるいは、この物質は、軽量コンクリートブロックに含まれる燃え殻と交換するのに用いられる場合もあり、これにより、ブロック内の水分吸収が最小限におさえられる。さらにこの物質は、健康上のリスクや環境へのリスクなしでの処分に適した、最終的な形態に固化される場合もある。
【００１８】
プロセスの化学的構造
ガス化（炭素質原料から排ガスへ、さらに合成ガスへの完全な変換）は、高温でも低温でも、高圧でも低圧でも、また単一の段階でも、複数の段階が条件（温度、プロセス添加剤）の下、特定の反応が別の反応より好まれる形で、ある程度分離されている場合でも、進行しうる。（ガス化は）一つの室でも、一つの室内の複数の領域でも、あるいは複数の室でも起こりうる。石炭がガス化炉を進むにつれ、炉の設計や石炭の組成により、物理的、化学的、そして熱によるプロセスが、連続して、または同時に起こる場合がある。
【００１９】
原料が加熱され、温度が上昇するにつれ、乾燥が起こり、水が放出される最初の成分となる。
【００２０】
その乾燥した原料の温度が上昇することにより、熱分解が生じる。その熱分解の間、その石炭とバイオマスは、タールや石灰酸、そして、石炭がチャーに変換されるときに生じる軽揮発性炭化水素ガスを取り除く為に熱的に分解される。加工された原料／チャーは有機、無機物質から成る残渣固形物で構成されている。その原料の素性によって、その揮発性物質はH2O、Ｈ2  、Ｎ2、Ｏ2、ＣO2、 ＣO、ＣＨ４、Ｈ2Ｓ、ＮＨ３、Ｃ2Ｈ６など、そして、アセチレン、オレフィン、芳香質、及びタールなどの不飽和の炭化水素の非常に低レベルのものを含む。いったん炭素質物質がガス質状態に変換されると、硫黄化合物や灰などの望まれない要素はそのガスから除去されるであろう。
【００２１】
ガス化による産物は、加工原料の中の炭素と蒸気との間や、その容器の中のＣO2とＨ2との間、または、その結果生じたガス群の間での化学反応の結果である。ガス化反応は熱（熱分解）により引き起こされる。その燃料補給としては、反応室を加熱するための電気や化石燃料（例えばプロパン）などが加えられたり、また、熱を直接その反応に与えて放熱ガス化反応を引き起こすための反応物としての空気が加えられたりする。また、ガス化プロセスのいくつかは、間接的加熱法を使用することにより、そのガス化反応装置の中で石炭が燃焼するのを避けたり、窒素や過剰なＣO2を伴うことによる合成ガスの希薄化を防ぐ。
【００２２】
この予備情報は、申請者が信じる既知の情報が、この発明との可能な関連性がある事を明らかにすることを目的として提供される。その認証を必ずしも意図している訳ではなく、また、前述の情報を元に、この発明に対して従来の技術が選ばれるという解釈をされるべきでもない。
【発明の概要】
【００２３】
この発明の目的は、加工原料を合成ガスとスラグに変換する構築されたシステムを提供することである。そのシステムは、以下より構成される；（イ）主室ガス（排気ガス）を発生させる原料の揮発を目的とする主室；（ロ）加工原料を第２室ガス（合成ガス）と残渣物質へとさらに変換すさせる第２室；（ハ）１つ又は複数の室の中で生成されたガスを加工するためのガス再生成ゾーン；（ニ）ガラス状の残渣の為の融解室。その主室は、原料の炭素含量の調整をする為に直接又は間接的な原料添加機能を持つ。
【００２４】
そのシステムはまた、異なる加工段階を監視して統制するガス化システムを併せ持つ使用目的の制御システムを持つ、それにより、ガス状原料を合成ガス物質に効率よく、完全に変換する。その制御システムは更に、安定した、また或いは、特定された混合物を持つ合成ガスの生成を提供する。その制御システムは、システム内の作動パラメーターに関わるデータを監視し、獲得する１つまたは複数の感知エレメントを持ち、また、そのシステム内での作業状況を調整する１つ又は複数の応答エレメントも持つ。その感知エレメントと応答エレメントは、そのシステムの中で統合され、応答エレメントは感知エレメントから得られたデータをもとに、そのシステム内の作動状況を調整する。
【００２５】
この発明の目的は、加工原料／チャーとガス改質を伴うガス化システムを提供することである。この発明の１つの側面に従って、ここでは、炭素質原料を合成ガスとスラグ変換するマルチ室システムを提供する。このシステムは以下より構成されている：（イ）炭素質加工物質を加工原料／チャー、又は、主室ガスに変換する１つ又は複数の主室；ここでは、各主室はそれぞれ、原料注入口、第１初期空気インプット手段、オプションの添加物供給口、主室ガス排出口、そして、加工原料／チャー排出口などを持つ。（ロ）炭素質加工物質を、残存物、又は、第２室ガスに変換する１つ又は複数の第２室；ここでは、各々の室は、少なくとも１つ以上の前述の主要容器から加工原料を受け取る加工原料供給口、第２空気インプット手段、オプションでの添加物供給口、そして残渣物排出口を持つ。（ハ）１つまたは複数のガス改質室；  先に送られた主室ガスと第２室ガスを合成ガスに変換する主室と第２室の少なくとも１つの排出口と液体を行き来させているガス改質ゾーンを持ち、さらにオプションの添加物供給口、合成ガス排出口、また１つ又は複数の再生成する熱源を持つ。（ニ）  先の第２室からの残渣をスラグに変換する１つまたは複数の融解室；ここでは、その各融解室は、先の第２室の残渣排出口、１つ又は複数の溶解熱源、そしてスラグ排出口と連絡する残渣注入口からなる。そしてその作動システムを統制する制御システムを持つ。
【００２６】
この発明のもう１つの側面に従って、炭素質加工原料を合成ガスと残渣に変換するマルチ室型システムを提供する。このシステムは、以下より構成されている：（イ）先の炭素質原料を加工済原料／チャー及び主要容器ガスに変換する１つ或いは複数の主室；それぞれが、原料供給口、主要容器ガス排出口、第１空気手段と加工原料／チャー排出口を持つ。（ロ）先の加工原料／チャーを、残存物質又は、第２容器ガスに変換する１つ又は複数の第２室；それらは、先の主室、第２室ガス排出口、第２空気インプット手段、残渣物質排出口の少なくとも１つから加工原料を受け取るための加工済原料／チャー供給口を持ち、そこで、先の主室の少なくとも１つは、先の主室、或いは、その送られた主室ガスとその第２室ガスをそこで合成ガスに変換させる第２室ガス排出口の少なくとも１つと液体を行き来させているガス改質ゾーンを構成する。また、そこでは、前述のガス改質ゾーンが、合成ガス排出口、１つ或いは複数の熱組成反感源、残渣をその第２室からスラグに移動させる１つ或いは複数の溶融室を構成している。そしてさらに、そこでは、その各々の融解室が先の第２室の残渣排出口と繋がる残渣注入口、溶解熱の１つ或いは複数のソース、そして、スラグ排出口を構成している。さらに、このシステムの作動を統制する制御システムを持つ。
【００２７】
この発明のもう１つの側面に従って、炭素質原料を合成ガスと残渣物質に変換するマルチ室型システムを提供する。このシステムは以下により構成されている。（イ）先の炭素質原料を加工済原料／チャー及び主室ガスに変換する１つ或いは複数の主室：  それぞれが、原料注入口、主要容器ガス排出口、初期空気インプット手段、そして、加工原料／チャー排出口を持つ。（ロ）先の加工原料／チャーを残渣と第２室ガスに変換するための第２室；それぞれが、前述の加工済原料／チャー経由の主室、第２室ガス排出口、第２空気インプット手段、そして、残渣排出口、これらの少なくとも１つから加工済原料を受け取る為の加工原料注入口を持つ。そこでは、先の第２室の少なくとも１つが、前述の送られた主室ガスと第２室ガスを合成ガスに変換するための、その主室と第２室のガス排出口の少なくとも１つと液体をやり取りしているガス改質ゾーンを構成している。そしてそこでは、そのガス改質ゾーンが、合成ガス排出口と１つ或いは複数の熱組成反感源、残渣をその第２室からスラグに移動させる１つ或いは複数の溶融室を構成している。さらにそこでは、それぞれが、その各々の融解室が先の第２室の残渣排出口と繋がる残渣注入口、溶解熱の１つ或いは複数のソース、そして、スラグ排出口を構成している。さらに、このシステムの作動を統制する制御システムを持つ。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
添付された図を参照しながら、例のみを使用してこの発明の具体例を説明する。
【図１】図１は、マルチ容器型炭素質原料ガス化システムを、本発明のある具体例に沿って説明する模式図である。
【図２】図２は、本発明の１つの具体例に従って、回転式アーム付き固形物除去デバイスを持つ室を横断面にして説明する模式図である。
【図３】図３は、本発明の１つの具体例に従って、図２の回転式アーム付き固形物除去デバイスを上部から見た模式図である。
【図４】図４は、本発明の１つの具体例に従って、抽出スクリュー付き固形物除去デバイスを持つ室の中を遠近法でカットして見る図である。
【図５】図５は、本発明の１つの具体例に従って、抽出スクリュー型固形物除去デバイスを使用する室の動きを横断面図で示している。ここでは、固形残存物排出口が、残存物が直接落ちることの無いように、主室から離されている。
【図６】図６は、本発明の１つの具体例に従って、プッシュ式ポンプ型固形物除去デバイスを持つ室の中を遠近法でカットして見る図である。
【図７】図７は、本発明の１つの具体例に従って、プッシュ式ポンプベースの固形物除去デバイスを使用した室の状態を横断面図で示している。
【図８】図８は、本発明の１つの具体例に従って、プッシュ式ポンプベースの固形物除去デバイスを使用した室の動きを横断面図で示している。
【図９】図９は、水平動の主室の１つの具体例を示している。
【図１０】図１０は、本発明の１つの具体例に従って、粒子が下へ押し流される様子を示した流量変換容器の模式図である。
【図１１】図１１は、本発明の１つの具体例に従って、流動床変換室の模式図である。
【図１２】図１２は、本発明の１つの具体例に従って、移動床変換室の模式図である。
【図１３】図１３Aと１３Bは、本発明の異なる具体例に従って、移動床変換室の中で使用される回転格子の具体例を示している。
【図１４】図１４は、本発明の１つの具体例に従って、移動床変換室の固形残存物調整室とガス改質室との関係を示す模式図である。
【図１５】図１５は、プラズマ残渣調整室と関連する固定床チャー変換室のカスケードの横断面模式図である。
【図１６】図１６AからFは、本発明の１つの具体例に従って、固定床チャー変換室の中で稼動する様々なインピーダンスのメカニズムを示す。
【図１７】図１７は、本発明の１つの具体例に従って、熱回復サブシステムを使用したガス精製室で生成された合成ガスから熱回復を表現した模式図である。
【図１８】図１８から２１は、２つの原料をガス化する設備を、異なった機能ブロックプロセスの異なった組み合わせを表す。ここでは、"１"を機能ブロック１（揮発容器）、"２"を機能ブロック２（チャー変換容器）、"３"を機能ブロック３（固体残存調整容器）、そして"４"を機能ブロック４（ガス改質室）と表す。
【図１９】図１８から２１は、２つの原料をガス化する設備を、異なった機能ブロックプロセスの異なった組み合わせを表す。ここでは、"１"を機能ブロック１（揮発容器）、"２"を機能ブロック２（チャー変換容器）、"３"を機能ブロック３（固体残存調整容器）、そして"４"を機能ブロック４（ガス改質室）と表す。
【図２０】図１８から２１は、２つの原料をガス化する設備を、異なった機能ブロックプロセスの異なった組み合わせを表す。ここでは、"１"を機能ブロック１（揮発容器）、"２"を機能ブロック２（チャー変換容器）、"３"を機能ブロック３（固体残存調整容器）、そして"４"を機能ブロック４（ガス改質室）と表す。
【図２１】図１８から２１は、２つの原料をガス化する設備を、異なった機能ブロックプロセスの異なった組み合わせを表す。ここでは、"１"を機能ブロック１（揮発容器）、"２"を機能ブロック２（チャー変換容器）、"３"を機能ブロック３（固体残存調整容器）、そして"４"を機能ブロック４（ガス改質室）と表す。
【図２２】図２２は、本発明の１つの具体例に従って、ダウンストリーム・ガスエンジンと統合して、典型的なガス調整システムを組織化した低温ガス化設備のプロセスフロー図の総覧を表す。
【図２３】図２３は、都市固形廃棄物の貯蔵建物のレイアウトを示す。図２３（A）は廃棄物処理システムを示し、図２３（B）はプラスティック処理システムの模式を示す。
【図２４】図２４は、ガス化装置の１つの具体例を横断面から見たものであり、原料供給口、ガス排出口、残存物排出口、運搬ラム柵、アクセスポートの詳細が示されている。
【図２５】図２５は、図２４で示されたガス化装置の側面を示し、空気ボックス、残存物カン、ダストコレクターの詳細が示されている。
【図２６】図２６は、図２４と図２５で示されたガス変換装置の全体を立体的に見た図で、原料供給口、ガス排出口、残存物排出口、横転化手段、熱伝対、アクセスポートの詳細が示されている。
【図２７】図２７は、空気ボックス、運搬ラムフィンガー、残存物抽出スクリュー、そして、ステップCのギザギザのふちの詳細を一挙に横から立体的に示されている。
【図２８】図２８は、その耐熱性を詳しく示した図２４と２５のガス変換装置を見る断面図である。
【図２９】図２９は、図２４から２８で示されたガス変換装置のステップAとステップBの組み立てを詳細に示す。
【図３０】図３０は、図２４から２８で示されたガス変換装置のステップCの空気ボックスを横断面図で示したものである。
【図３１】図３１は、図２４から２８で示されたガス変換装置の横断面図で、空気ボックスが詳細に示されている。
【図３２】図３２は、図２４から２８で示されたガス変換装置のマルチフィンガー型運搬ラムのダストシールの詳細が示されている。
【図３３】図３３は、図２４から図２８で示された１つの具体例のダスト除去システムを示すもので、ダストプッシャー、ダストカンアタッチメント、シャッターオペレーターハンドル、そしてチェーンメカニズムの詳細が示されている。
【図３４】図３４は、図２４から２８で示されたガス変換装置の運搬ラム柵の詳細であり、その運搬ラムの構造を詳しく示している。
【図３５】図３５は、本発明の１つの具体例の中で、レベルスイッチの配置を詳しく表している。
【図３６】図３６は、加工原料供給口と様々なポートを詳しく示すマルチゾーン型炭素変換装置の１つの具体例を横断面から見た図である。
【図３７】図３７は（A）は、マルチゾーン型炭素変換装置の１つの具体例を部分的に縦断面した図であり、空気を送る様々なポート、点火バーナーポート、高熱ガス発生器からのガスのポート、スラグ排出口、そして、インペディメントを詳細に示す。図３７（B）は、レベルA−Aで図３７（A）で示されている１つの具体例の横断面図である。図３７（C）は、そのインペディメントと補助ウェッジを上部から見たものである。
【図３８】図３８は、図３６のトーチレベルでのマルチゾーン型炭素変換装置全体の横断面図であり、無関係に設置された空気注入口とプラズマトーチの詳細を示している。
【図３９】図３９は、バーナーレベルでの図３６のマルチゾーン型炭素変換装置全体の横断面図である。
【図４０】図４０は、ガス改質室の模式図である。
【図４１】図４１は、ガス改質室の内部壁の図である。
【図４２】図４２は、トーチの設置場所と空気、蒸気ノズルを示すガス改質室の全体像である。
【図４３】図４３は、ガス改質室の周りのスワールインレットの配列を示す。
【図４４】図４４は、ガス改質室へのプラズマトーチの取り付けを示す。
【図４５】図４５Aは、図４０のガス改質室の横断面図である。４５（B）は、図４０のガス改質室を含むこの発明のガス改質システムを構成するガス変換装置の内部の空気流量を説明する略図である。４５（C）は空気を空気供給口から図４０の改質室への注入、及び、その内部での空気流量の影響を示している。
【図４６】図４６は、残渣制御システムの機能ブロック図である。
【図４７】図４７は、ガス制御システム（GCS）を中心としたそのシステム全体のフロー図である。
【図４８】図４８は、熱交換器をより詳細に描いたもので、空気供給口の熱交換器に対する調整のために使用されるプロセス空気送風機を示す。
【図４９】図４９は、ドライ・インジェクションシステムを示し、そこでは、活性化された炭素、或いは、吸収剤が貯蔵ホッパーのなかに保有され、回転スクリューにより合成ガスストリームの中へと供給される。その合成ガスストリーム管は、炭素がそのガスストリームの流れに乗ってそのバグハウスに入っていかないように角度が付けられている。
【図５０】図５０は、バグハウスと結合したドライ・インジェクションシステムの典型的な模式図である。
【図５１】図５１は、HCIスクラバーとそれに準ずる構成部分の典型的な模式図である。
【図５２】図５２は、ガス制御システムからの廃水を収集し、蓄積するシステムを示している。
【図５３】図５３は、本発明の１つの具体例の中で、バイオ脱硫（THIOPAQ）ベースのバイオリアクターを用いてＨ2Ｓ除去のプロセスをフロー図で示している。
【図５４】図５４は、本発明の１つの具体例の中で、ガス均質化システムを説明したもので、ガスは単１ソースから単１均質化室へと送られ、次に複数エンジンへと送られる。そこでは各エンジンが、それぞれのガス／液体分離器と加熱器を備えている。
【図５５】図５５は、本発明の１つの具体例の中で、固定要領の均質化室を説明している。
【図５６】図５６は、ガス変換と制御システムの高度な模式図である。
【図５７】図５７は、ガス変換と図５６の制御システムの代替的図的な表現である。
【図５８】図５８は、図５６と５７のガス変換を制御する制御スキームのフロー図である。
【図５９】図５９は、図５６と５７のガス変換システムを制御するための代替的制御スキームのフロー図であり、このシステムは、さらにガス変換プロセスで、プロセス添加蒸気の利用を適用している。
【図６０】図６０は、例２で説明されたアップストリームエレメントを表現している。
【図６１】図６１は、例３で説明されたアップストリームエレメントを表現している。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の詳細な記述
特に記述されない限り、以下で使用される技術的、科学的用語は、この発明に携わる一般的な技術者によって普通に理解されるものと同様の意味を示すものとする。
【００３０】
定義
この発明の目的のために、合成ガス、又は、合成用ガスという用語は、ガス化プロセスの生成物を表し、メタンや水のような他のガス質要素に加えて、一酸化炭素、水素、及び  一酸化炭素を含むことが出来る。
【００３１】
ここで、同様な意味として多く使用されている、"炭素質原料"と"原料"は、ガス化プロセスの中で使用可能なガス質物質を指す。適した原料の例は、これに限ったものではないが、以下のものを含む。（イ）石炭、バイオマス、そして、都市固形廃棄物を含む有害・無害廃棄物、（ロ）産業廃棄物、（ハ）生物医学廃棄物、（ニ）リサイクル不可能なプラスティックを含むリサイクルに不向きな炭素質物質、（ホ）排水スラッジ、（へ）重油、（ト）石油コークス、（チ）重精製残渣物、（リ）炭化水素含有固形物、（ヌ）  農業廃棄物、（ル）それら全ての混合物。その原料は、２つ以上の上記原料を相対的割合で混合されて使われることもできる。
【００３２】
"石炭"は、すべてのグレード、或いは、等級の石炭を指す。これは、これに限ってはいないが、高い硫黄含有量を持つ放出物を生成するために、石炭火力発電には適していない、低いグレードの高い硫黄石炭が含まれる。
【００３３】
"バイオマス"は、有機性資源の全ての物資を指し、これらに限らないが以下の物質を含むが。それは、パルプと廃棄紙、裁断された樹皮、ウッドチップ、或いはノコギリくずなどの木質物、下水及び下水スラッジ、食品廃棄物、植物系廃棄物、米わら、有機性肥料などの農業・畜産系廃棄物、セルロース系の工業廃棄物（例えば建設廃棄物など）、廃材、生木、果実、野菜、穀物などの加工くず、そして草などがある。
【００３４】
"主要原料"は、本システムにおいて、このガス化プロセスに使用される主要な炭素質原料である。１つの原料のみがガス化される場合には、それが、主要原料とみなされる。２つ以上の原料がガス化される場合ににおいては、組み合わされた原料のうちで、より大きな割合をもつものを指す。
【００３５】
"第２原料"は、ある主要原料とは異なった、主要原料に使用される予備的炭素質原料を指す。この第２原料は、主要原料がガス化される際に、その炭素含有量を調節するために、プロセス添加物質として供給される。
【００３６】
"加工原料"或いは"加工原料／チャー"は、以下のものを含む。それらは、１つ又は複数のチャー、不揮発性炭素及び灰要素を伴う低・超低度揮発性原料、炭素質ガス化、或いは、熱分解プロセスからの副生成物、炭素質原料の不完全燃焼から出来た生成物、又は、ガスコンディショニングまた或いは、プラズマトーチからの熱資源供給口での清浄システムから収集された固形物質などである。
【００３７】
"主室"は、炭素質原料を受け取る室を指し、そこでの優先的プロセスは、乾燥及び揮発工程である。（例えば、ガス化プロセスのステージ１とステージ２）
【００３８】
"第２室"は、主室からの加工原料を受け入れる室を指し、炭素変換プロセスは、事実上ここで完了する。
【００３９】
"主室ガス"は、主室内で生成されたガス類を指す。これらのガスは、以下の物質の揮発成分を含む。その物質は、原料、水分、その原料に湿気が含まれる場合の水蒸気、そして或いは、可能性として炭素変換から出た少量のガス質生成物などである。これは、またオフガスを指す。
【００４０】
"第２室ガス"は、第２室内で生成されたガス類を指す。これらのガスは、炭素変換反応の生成物と同様に、揮発作業ステージ終了後加工原料／チャーの中に残存した全ての揮発性成分を含む。これは、また合成ガスを指す。
【００４１】
"加工合成ガス"は、ガス改質ゾーンでさらに改質されたオフガス或いは合成ガスを指す。
【００４２】
"ガス改質ゾーン"は、オフガス、そして或いは、合成ガスがそれらの成分に分離され、例えば、一酸化炭素や水素などの望ましい生成物に改質されるゾーンのことを指す。そのゾーンは主室内、或いは第２か使用ガス改質室及びその組み合わせの中に設置されうる。
【００４３】
"制御可能固形物除去手段"は、制御可能な方法で、室から固形物を取り除く１つ又は複数のデバイスを意味する。そのようなデバイスは、これが全てではないが、回転式アーム、回転式ウィ−ル、回転式パドル、移動式シェルブ、プッシャーラム、スクリュー、コンベヤー、そしてそれらの組み合わせを含む。
【００４４】
"感知エレメント"という言葉は、あるプロセス、あるプロセスデバイス、プロセスインプット、プロセスアウトプットの特性を感知する為に設定されたシステム全てのエレメントであると定義される。ここで、それらの特性とは、このシステムの１つ又は複数の地域、領域、そして或いは世界全体を監視、統制し、或いはまた、制御するために使用可能な示性値として表現できるかもしれない。このガス化システムのコンテクストの範囲内として考えられる感知エレメントは、以下に限ったものではないが、これらのものが含まれるだろう。それらは、センサー類、探知機類、モニター類、分析器類、または、この感応プロセスへの如何なる組み合わせ、液体そして或いは物質温度、圧力、フロー、合成状態そして或いはその他の特質と、同様に、システム上のそれぞれ全てのポイントにおける物質の状態と作用、及び、物質がこのシステム上で利用される全てのデバイスの稼動する特性などなどである。上記の感知エレメントの例が、一般のガス化システムのコンテクストの中ではそれぞれ関連性があっても、本発明の開示のコンテクストの中では、取り立てて関連性がないかもしれないということを、一般の技術者には理解される事になるであろう。そして、同時に、ここで感知エレメントとして認識されたエレメントが、それに限定されるべきものではなく、また、これらの例に照らし合わせて不適切に解釈されるべきではない。
【００４５】
ここで使用される、"応答エレメント"は、１つ又は複数の予定された、計算済みの、既定された、或いは調整可能な制御パラメーターを伴い、プロセスデバイスを効力的に作動させるために感知された特性に応答するするように設定されたシステム上の全てのエレメントと定義され、そこでは、１つ又は複数の制御パラメーターが、望ましいプロセス結果をもたらすものと定義されている。ガス化システムのコンテクストの範囲以内と考えられる応答エレメントは、以下に限られる訳ではないが、静的であり、プリセットされているか或いはダイナミックに変化するドライバーや動力源、そして動作を知らせる為に設定可能なその他全てのエレメントを含み、それは、１つ又は複数の制御パラメーターに基づいたデバイスに対して、機械的、空気力学的、水力学的、またはそれぞれの組み合わせであるかもしれない。１つ又は複数の応答エレメントが共に作用するかもしれないが、ガス化システムのコンテクストの範囲内で考えられるプロセスデバイスは、以下に限られる訳ではないが、物質また或いは原料インプット手段、プラズマ熱源の様な熱源、添加物インプット手段、様々なガス排出器類又はガス循環デバイス、様々なガスフロー／圧力調整装置があり、さらにその他としては、ガス化システム上で、地域的、領域的、世界的なプロセスに影響を与える作動可能な全てのプロセスデバイスが含まれるであろう。上記の応答エレメントの例が、一般のガス化システムのコンテクストの中ではそれぞれ関連性があっても、本発明の開示のコンテクストの中では、取り立てて関連性がないかもしれないということを、一般の技術者には理解される事になるであろう。そして、同時に、ここで応答エレメントとして認識されたエレメントが、それに限定されるべきものではなく、また、これらの例に照らし合わせて不適切に解釈されるべきではない。
【００４６】
ここで使用される"約"という言葉は、通常値から見たプラスマイナス１０パーセントの差異をいう。そして、それが特別に記載されているに限らず、そのような差異はここに提供されている値には常に含まれていると理解される。
【００４７】
概観
本発明は、炭素質原料を合成ガスとスラグに完全に変換するシステムを提供する。そのシステムは、オフガスを発生させる原料の揮発の為の主室；  加工原料をさらに合成ガスと固形残渣物に変換する為の第２室；１つまたは複数の室内で発生したガスを加工する為のガス改質ゾーン；固形残渣物をガラス状にする溶解室などから構成される。
【００４８】
そのシステムは、また、炭素質原料が合成ガス生成物へと効率よく、完全に変換される事を明確にする為に、プロセス上での異なったステージを監視し、統制する目的のガス化システムと共に使われる制御システムを持つ。その制御システムは、また、安定的で、また特定された性質を持つ合成ガスの生成を提供する。その制御システムは、そのシステム内での作動パラメーターに関するデータを監視したり、収集したリする１つ又は複数の感知エレメントを持ち、さらに、そのシステム内の作動状況を調整するための１つ又は複数の応答エレメントも有する。その感知エレメントと応答エレメントは、そのシステム内で統一されていて、応答エレメントは、感知エレメントが得たデータに従って、システム内の作動状況を調整する。
【００４９】
この炭素質原料ガス化システムは、これまでの技術でのガス化システムが通常必要とした温度よりも更に低い温度で、ガス化システムが遂行するのを可能にした。その原料は、まず始めに、主室で、残渣水分を取り除き、原料の揮発性成分を迅速に、効率よく揮発させるために、比較的低い温度（例：およそ８００℃以下）で加熱される。その生成された加工原料物（例えば、チャー）は、活発に、或いは  ゆっくりと、第２室へと送られる。そこで、次に高温（約１０００℃〜１２００℃）のもとにさらされ事により、効率よく、より高度な炭素変換、及び、加工原料／チャーの炭素質生成物と灰への完全な変換が成し遂げられるのである。その第２容器はまた、効率よく、炭素変換が完了する為の十分な滞留時間を確実にする手段を持つ。
【００５０】
このマルチ室型システムでのガス化を受け入れるのに見合った原料は、MSW（都市固形廃棄物）、石炭、バイオマス、或いはそれらの組み合わせを含む全ての炭素含有物質を含む。このシステムは、そのガス化される原料の必要条件によって適用され、また、変更される。例えば、高い遊離炭素含有量を持つ原料を主にガス化する為に使用されるガス化システムは、低炭素含有原料をガス化する為のシステムの容器よりも大きなサイズを持つ第２室を必要とするかもしれない。代わりに、高水準の揮発性成分を持つ原料を主にガス化するシステムの場合、その揮発段階で使用される容器は、より低い揮発性成分を持つ原料の付随する量の揮発のために必要な室より大きなサイズのものであろう。
【００５１】
本システムはガス化する主、第２組み合わせも要望に応じて対応することが出来る。その第２原料は、最終のガス排出口の中での濃度を維持するために、炭素含有値を加減する目的として主室の炭素含有値を調節するためのプロセス添加物として機能する。例えば、そのシステムが、バイオマスや都市固形廃棄物などのより低い炭素含有主要原料をガス化する場合には、石炭やプラスティックなどの高い炭素含第２原料は、その原料の中で炭素の比率を上げるために、高炭素プロセス添加物として供給される。代わりに、高い炭素含有原料（石炭など）が主要ガス化原料である場合では、より低い炭素含有第２原料（バイオマスなど）が、必要に応じてその高い炭素含有を相殺するために供給される。
【００５２】
その２つの原料は、普通の原料注入口を通して主室に注入される前に化合されるであろう。或いは、それらは、各々が主、または第２原料注入口を通って、別々に主室に注入されるかもしれない。
【００５３】
ある１つの具体例では、加工原料／チャー変換段階と揮発段階でのガス質生成物は、ガス改質ゾーンに導かれ、そこでは、それらが、高温の合成ガスの普通のガス質気流を生成するために、例えば、プラズマなどの熱源によって、或いは、オプションで蒸気の中で、さらに高温にさらされることになる。ある１つの具体例では、主室で発生したオフガスのみが、ガス改質ゾーンへ送られる。
【００５４】
高温合成ガス生成物は、次に洗浄、及び、コンディションイングへと進む前に、冷却段階へと送られる。１つの具体例において、その冷却段階は、熱回復サブシステムにおいて行われ、そこでは、その高熱合成ガスから熱が、オプションとして、ガス化プロセス、或いは、ダウンストリームアプリケーションの中で利用される目的で回復される。そのような具体例では、その熱回復サブシステムは、そのシステム上の如何なる場所でも利用できるように、感知可能な熱を液体へと転化させる熱交換器を備えることが出来る。１つの具体例では、その熱回復サブシステムは、高温の合成ガスから出た感知可能な熱を回復させ、それを熱空気生成物を作り出す為に大気へと送り出すという、１つの"Syngas-to-Air熱交換器"（レキュぺレータとも言われる）でもある。また、１つの具体例では、そのオプションとして、このガス化プロセスの１つまたは複数のステージを稼動させるために必要な少なくとも一片の熱を供給するために、その熱空気が、主室または、或いは第２室へと送られる。その熱回復サブシステムは、オプションで、蒸気を発生させるための、熱回復蒸気発生器を備え、それは、例えば、蒸気タービンを稼動させるために使われたり、このガス化反応においてプロセス添加物として使われたりする。
【００５５】
一度高熱合成ガスが、十分冷却されたなら、オプションとしてガス質調整サブシステム（GQCS）へ通され、そこでは、微粒子群、重金属、そして硫黄化合物などの汚染物質を除去する処理がなされる。その調整が行われた後、その合成ガスは、オプションとして、ダウンストリームアプリケーションで利用される前に、ガス統合／均質化サブシステムへと送られる。
【００５６】
加工原料／チャーがガス転換されて残った固形残存物（灰）は、第２室から、固形残渣調整室へと送られ、そこでは、その灰が、溶解／ガラス化されるため、プラズマ熱源によって加熱され、ガラス上で濾過不可能なスラグへと変換される。
【００５７】
図１は、マルチ容器型炭素質原料ガス化システムの１つの具体例を描いている。この具体例では、原料と加熱空気インプットが、主室へと導入され、そこで、その原料は乾燥させられ揮発へと向かう。生成されたチャーは、第２室（Secondary Chamber）へと送られ、加熱空気インプットと共に、オプションとしては、蒸気添加物質の影響下で、さらに加熱される。そのチャー内の炭素は、ガス質物質に変換され、その残渣灰は、プラズマ加熱スラグ室へと送られ、そこでは、オプションとして、高温合成ガスを生成する、例えば、空気又或いは、蒸気などのプロセス添加物質の影響下で、溶解され、ガラス質へとなる。その高温合成ガスは、その合成ガスから出た、感知可能な熱を取り除く場所である熱交換器へと通り抜ける。その冷却合成ガスは、熱回復蒸気発生器、或いは、乾式クエンチ段階のような更なる冷却システムへと送られる。その合成ガスを冷却するために熱回復蒸気発生器が使用される場合には、その生成された蒸気物質は、電気を発生させるための蒸気タービンにおけるように、ダウンストリームアプリケーションにおいて使用することができる。活性炭素は、それからさらなる冷却合成ガスへと注入されるのだが、次に、バグハウス・フィルターを通されるなどによって、微粒子物質を取り除くための濾過段階へと進む。その合成ガスから取り除かれた微粒子物質は、スラグ室へと送られ、原料ガス化システムでの灰生成物と共にプラズマ溶解へと進む。その濾過された合成ガス生成物は、下流アプリケーションで利用される前に、さらに洗浄及びコンディショニング段階を踏む。
【００５８】
このシステムは、さらにオプションとして、システム内での異なった稼動パラメーターを監視する制御システムを擁し、このガス化プロセスの様々な稼動状態を調整する。この制御システムは、ガス化プロセスの異なったステージを通過する物質の動きをアクティブ・コントロールする働きを持つ。例えば、この制御システムは、主室から第２室へと移動する際の、固形物質（チャー）の量の管理と、除去レートを取り仕切る。その制御システムは、また、オプションとして、第２室の底部からのその固形残存物（灰）除去レートの管理をも提供する。この制御システムは、それゆえ、例えば、システム内の物質の動きを管理するための固形物除去手段などを制御する。そのガス化システムが、横伝達移転ユニットから成る水平系主室を備えている場合は、その制御システムは、さらに、横伝達移転ユニットの稼動を制御し、その主室全体で、物質を確実にが効率よく移動するようにする。システム内での異なったステージを通して物質の移動を制御することが、この原料ガス化プロセスの様々なステージにおける最適化を可能にする。
【００５９】
炭素質原料の合成ガス変換反応が、完全かつ効率よく遂行されることを確実にする必要がある場合があるので、その制御システムは、１つ或いは複数の主要または第２の原料供給レート、熱空気インプットの量とその場所、プラズマ熱源の効力と位置、そして、プロセス添加供給物の量とそのタイプなどを制御する備えがある。加熱空気やオプションでの蒸気プロセス添加インプットと同しく、主要、そして第２原料を制御するということは、原料を安定した、そして或いは明確な合成ガス生成物に変換するために必要な化学種が入手可能であるということを確固にする。
【００６０】
本制御システムは、上記の各パラメータを制御するが、これは、全システムを通じて必要とされ、配置された感知エレメントの利用により、測定され得られた、温度、圧力、合成ガス構成、などのパラメータの情報に従っている。
【００６１】
それゆえ、本発明は、マルチ室型炭素質原料ガス化システムであり、単一ステージ型ガス化システムを超える利点を提供するという事は学術的にも知られるところである。例えば、そのマルチ室型システムは、より高い原料産出量を供給できのだが、それは最初の低温ステージで、迅速な化学熱分解と高水準のアクティブマター（揮発性物質）のガス化が可能な為であり、一方で、より高温な第２室作動モードが高い柔軟性を提供するので、加工原料／チャー変換段階での、移動する、或いは、流動床室群の合体など、異なった設計に対応する事を可能にする。ガス化プロセスでの各ステージにおける物質の滞留時間もまた、制御可能であるので、例えば、主室内での完全な乾燥／揮発を確実にしたり、第２室での炭素変換を最適化したりできる。このマルチ室型システムは、より卓越した燃料の適応性と原料インプットの安定をも促す。
【００６２】
使用室内において、ガス化の異なったステージを実行する有用性は、各ステージが、その隣接するステージから強いられる必要条件や禁止から妨害されること無く、一つの特定のステージとして最適な状態にする為の稼動パラメータの分離をも可能にすることである。マルチ室型システムは、さらに、主室と第２室へ制御された空気配分を提供し、また、これらの容器の稼動温度を制御して、それと同時に、蒸気、空気、或いは、高温／低温炭素第２原料などのオプションのプロセス添加物質の利用を通じて、生成合成ガスの構成（或いは低温ガス効率）を最適化させるためのより多くの機会（供給ポイント）も提供する。
【００６３】
従って、本発明は、ガス化プロセスの異なったステージにおいて、物質の滞留時間を制御する手段を持つマルチ室型システムを駆使するガス化システムを提供し、それゆえ、原料をガス物質とスラグに変換する際の最適化を可能にする。一般に、この発明は、炭素質原料を合成ガスに変換するプロセスをを提供するのだが、その最適化は、乾燥、揮発、チャー−灰変換を順次促進したり、ガス化ステージから生まれたガス物質が、プラズマ熱などを使って高温合成ガス物質を形作るために改質したりすることから可能となる。ある１つの具体例では、生じた灰は固形残留物コンディショニング室内でスラグへと変換される。
【００６４】
物質が、活性或いは不活性な運搬で異なった室を通り抜ける際に、その物質は、異なった度合いの乾燥、揮発、そして  チャー−灰変換の下を通過する。そのため、このガス化システムにおける物質は、本質的に一連の領域を通過するのだが、それぞれの領域が、ひとつの温度幅を提供して、そのガス化プロセスでのその確かなステージを増進する。この分野に長ける者は、多数の化学反応物質において、全てのステージが、ある程度、同時にそして連続的に起こっているのだが、ある与えられた温度幅においては、望ましいステージが特定されるという事は容易に理解するであろう。また、熟練した研究者にとって明らかな事は、記述的な目的のために、その領域の数は希望に応じて多くも少なくとも出来るという事である。しかしながら、理解を容易にするために、次では、ガス化プロセスの３つのステージを詳しく説明する。
【００６５】
ステージ  １：  物質の乾燥
ガス化プロセスの最初のステージは、乾燥である。それは、主に25℃から400℃の間で生じる。いくらかの揮発と炭素−灰変換はそれ以下の温度でも発生することがある。
【００６６】
ステージ  ２：  物質の揮発
ガス化プロセルの第２ステージは、揮発である。それは、主に400℃から700℃の間で起こる。いくらかの炭素変換と同じく少量（残り）の乾燥稼動は、また、この温度下で生じる。
【００６７】
ステージ  ３：  チャー―灰変換
ガス化プロセルの第３ステージは、揮発からの極少量（その残り）と共に炭素変換され、たもので、600℃から1000℃の温度領域で生じる。このステージの後、主な生成物は固形残留物（灰）と炭素変換でのガス物質である。
【００６８】
主室
主室の主要な機能は、原料を乾燥させ、炭素質原料の中の揮発性成分を揮発させることにある。この主室は、それゆえ、供給された蒸気の全ての湿気と揮発性物質を乾燥させる為に使われるのだが、それは、予熱空気などの低質熱を利用する迅速かつ経済的方法の下での、比較的低いプロセス温度で行われる。１つの具体例では、この段階での空気は、室に導入される前の合成ガスから出た感知可能な熱との熱交換を通して予熱される。残りの加工原料／チャー（殆どの湿気と揮発性物質が取り除かれた）は、次に、不活性な運搬手段（例えば、重力）で、第２室へと送られるか、或いは、物質の制御された移動を可能にする活性運搬手段でガス化プロセスの次のステージへと送られる。
【００６９】
本発明に従うと、主室は、ガス化される主原料が導入される原料注入口を持つ容器である。１つの具体例では、第２添加原料は、それが主室に入る前に主原料と化合される。またある具体例では、その第２添加原料は、第２原料注入口を通って主室へと供給される。
【００７０】
その主室は、また、加熱空気導入の為の空気注入口を持ち、その加熱空気の役割は、乾燥・揮発ステージを営み、主室で生成されたガスが排出される第１室ガス排出口を作動させ、さらに、生じた残渣／加工原料／チャー生成物が、第２室へ送られる前に主室から送り出される残渣／加工原料／チャー排出口を稼動させることである。この主室で生成されたガス（第１室ガス生成物）は、原料の揮発成分、原料が湿気を含む状態での水蒸気、そして、炭素変換での少量のガス生成物などを含む。
【００７１】
本システムは、原料の混合を希望通りの割合でガス化させることに適用することが出来る。ある具体例では、原料の混合は、主原料と第２原料の組み合わせである。またある具体例では、第２原料は、ガス化される主原料の炭素含有量を調節する為に、１つのプロセス添加物として提供される。例えば、石炭やプラスチックなどの高い炭素含有原料は、バイオマス、或いは、MSW（都市固形廃棄物）などのより低い炭素含有の主原料への炭素容量の補充として利用される。逆に、より低い炭素含有第２原料は、必要に応じて、高い炭素含有の主原料の炭素割合を下げるために使われる。
【００７２】
１つの具体例において、主原料と第２原料がガス化される場合には、その２つの原料は、共有の原料吸入口を通って主室へ導入される前に組み合わされる。
【００７３】
また、ある具体例では、主原料と第２原料がガス化される場合に、各原料は、各々が専用の主・第２原料注入口を通って、個別に主室へと導入される。
【００７４】
また、ある具体例では、２つの原料が混合されてガス化される場合には、その２つの原料は交互に主室へと導入される。
【００７５】
１つの具体例では、２つの原料がガス化される場合に、各々の原料は、それぞれの主室で、個別に初期の揮発ステージにさらされ、それらの各加工原料／チャー生成物は、ガス物質と灰に変換されるために共同の第２室にて組み合わされる。
【００７６】
１つの具体例では、このシステムは、主室の原料注入口と連携したインプット原料の物質的な特性を取り込む物質フィーダーサブシステムを構成する。例えば、オーガー、ラム、供給ホッパー、ロータリーバルブ、或いは、トップグラビティーフィードなどは、原料の導入を促進するシステムに組み込む事が可能な供給システムである。
【００７７】
この発明の１つの具体例では、その物質フィーダーサブシステムは、粒状の供給を提供する主室原料吸入口へ直接供給するオーガーから成る。
【００７８】
この発明の１つの具体例においては、主室に取り付けられたその物質フィーダーサブシステムが、長方形の供給ホッパーと水圧式ラムから構成されているかもしれない。そのフィーダー上の制限スイッチ群は、ラムストロークの長さを制御するので、その各ストロークと共に室に送り込まれる原料の量を制御することが可能である。
【００７９】
そのフィードシステムにおいて、原料を調節する為の、あらかじめ調整されたプロセスを、第１室へ送り込まれる前に活用されることができる。１つの具体例では、原料は、主室に送られる前にその粒子のサイズを制御するよう準備される。また１つの具体例では、原料が主室に送られる前に、過剰水分を除去する為の前乾燥段階を踏む。
【００８０】
本発明に従うと、加熱空気供給口は、乾燥及び揮発プロセスに必要な熱を供給する。従って、その加熱空気供給口は、室全体の中で原料を加熱空気に露出するのに最適な場所に取り付けられ、それは、原料を乾燥させ、その揮発性物質を揮発させるだけの十分な加熱を確実に確保できる場所である。1つの具体例では、その加熱空気供給口は、室の底部付近の壁に取り付けられており、その加熱空気は最適露出を得るために物質層の中や全体に渡って送り込まれる。１つの具体例では、その加熱空気は、室の床に取り付けられていて、そのため、加熱空気は、物質層の中に入り全体を貫通するのを確実にする為に底から物質層を通過して上昇する。１つの具体例では、加熱空気供給口は、室の壁と床の両方に取り付けられている。
【００８１】
１つの具体例では、このプロセスを動かす為に利用される加熱空気は、炭素質原料ガス化による高温合成ガスから回復した感知可能な熱を利用した熱交換器の中で予熱される。
【００８２】
ガス化システムの初期始動を促進する為に、室は、その室を予熱する為の、天然ガス或いはプロパンバーナーなどの様々な一般のバーナーを収容できる大きさのアクセスポートを備えている。
【００８３】
主室は、低温ガス化プロセスに適したいかなる形や寸法にすることが可能である。
【００８４】
１つの具体例では、室は、垂直系の室であり、原料注入口は上部に設置され、加工原料／チャー排出口は底部に取り付けられている。そのような具体例では、原料は上部から入り、乾燥、揮発プロセスを稼動させるために高温空気で加熱されながら、幾重にも積み重なっていく。その湿気と揮発性物質が取り払われるにつれ、原料は、少しずつチャーに変換される。そこで生まれた加工原料／チャーは、室の底部に備え付けられた加工原料／チャー排出口を通り抜けて第２室へと活性的に、または不活性的に送られる。
【００８５】
１つの具体例では、その原料群が、室を通して、その固形物の自発的な混合と活性的な運動を伴った加熱空気の活動により加工原料／チャーに変換される。そして、その加工原料／チャー生成物は、２つの室の間にある入り口を抜けて、主室から第２室へとゆっくり落ちることが可能である。
【００８６】
１つの具体例では、室の底部は、加工原料／チャー排出口に向かって緩やかに下方へ傾斜しており、そこでは、物質が、重力でゆっくりと加工原料／チャー排出口へと引き込まれていく。
【００８７】
１つの具体例では、原料は、機械的混合にかけられ、そのメカニズムは、その加熱空気に最適に露出することを確実にする為に、例えば、回転パドル、回転ウィール、回転アームなどが水平に回転するものである。そのような混合手段は、加工原料／チャー生成物をその加工原料／チャー排出口へ、制御可能な方法でアクティブに運搬することができる。
【００８８】
その加工原料／チャーを、加工原料／チャー排出口へ、そして主室から外へと移動させるのを制御するのは、その室での残留時間を最適化するのを可能にし、その湿気及び揮発性物質が第２室へ送られる前にその原料から取り除かれることを確実とする目的を持つ。物質が主室から出て第２室へ移動するレートは、制御可能な固形除去手段の利用を通して制限される。その固形除去手段は、学術的にも知られている通り数多いデバイスの１つであろう。その例としては、以下に限ったものではないが、スクリュー、プッシャーラム、水平回転パドル、水平回転アーム、水平回転輪などがある。
【００８９】
１つの具体例においては、固形物除去デバイスは、薄いスポークを備えた回転パドルで、加工原料／チャーを、加工原料／チャー排出口へ移動させ、さらに室の外へ出す。図２は、発明の１つの具体例を示すもので、固形物除去デバイスは、主室20の底部に設置してある回転パドル81から成り、それは、加工原料／チャーを、小型の加工原料／チャー排出口70を通って、室２20の外へと移す。未熟な加工原料／チャーが直接落下によって、加工原料／チャー排出口７70を通過してしまうのを避けるために、バリアー82が加工原料／チャー排出口70を覆うように取り付けられている。制限スイッチが、オプションとして、回転軸の速度を制御する為に使用でき、それにより、残渣の除去レートを制御できる。図３は、図２で説明された回転アーム付固形物除去デバイスを上部から見たものであり、そのバリアー８２と加工原料／チャー排出口70との関係を示している。
【００９０】
１つの具体例では、固形物除去デバイスは、加工原料／チャーを室から押し出すスクリューのセットである。そのような具体例では、その室壁の底部分は、オプションとして、その室の底部に取り付けられているスクリューに向かって傾斜して作られている。
【００９１】
それにより、加工原料／チャーは、スクリューの方向にむかうであろう。図４は、本発明の１つの具体例として、この固形物除去デバイスが、加工原料／チャーををその室20から出すための主室20の底部にある一式のエクストラクター・スクリュー83から成ることを示す。オプションとしての、エクストラクター・スクリュー先のノコギリ歯は、それがなければ加工原料／チャー排出口70で詰まって出来るであろう塊を粉々にするのを助ける。バリアー82は、未熟な加工原料／チャーが直接落下によって、加工原料／チャー排出口70を通過してしまうのを避けるために提供されている。図５に示された具体例のように、バリアーは、もし残渣排出口70が加工室20から離されているならば必要ではない。制限スイッチは、オプションとして、回転軸の速度を制御する為に使用でき、それにより、残渣の除去レートを制御できる。
【００９２】
ある具体例では、この固形物除去デバイスは、加工原料／チャーを加工原料／チャー排出口へ移動させ、その室から出す為の単一の薄いラムである。そのような具体例では、ラムの反対側の底部は傾斜して作られているので、加工原料／チャーは、ラムの方へと向かい出口の穴のためにスペースを残すのである。図６と７は、固形物除去デバイスが、主室20のための単一の薄いラム85から成り、それは、加工原料／チャーを、小型の加工原料／チャー排出口70を通って、室20の外へと移すという具体例を示す。加工原料／チャー排出口70の位置によっては、バリアー82は、図８に示されるように必要ではないかもしれない。制限スイッチは、オプションとして、プッシャーラムストロークの長さを制御するために使用でき、それにより、各ストロークとともに移動する加工原料／チャーの量を制御できる。
【００９３】
１つの具体例では、主室は、水平系室であり、その室の１つの側の端に原料注入口を持ち、反対側の端に加工原料／チャー排出口がある。原料が、水平な主室の片側の端からその反対側の端へと進行するに従い、その湿気と揮発性物質の割合が失われ、その結果として加工原料／チャー生成物が形成される。そのような具体例では、室は、オプションで、固形物質を、原料注入口の端から加工原料／チャー排出口の端まで室全体を通って横へと伝達させる１つ又は複数の手段を持つことを示す。１つ又は複数の横伝達ユニットの使用を通じて、主室内における物質の制御された横伝達は、ガス化プロセスにおける乾燥、揮発ステージの最適化を実現させ、それは、各ステージでの物質の残留時間を制御することにより、主室内で遂行される。
【００９４】
１つの具体例では、この横伝達ユニットは、１つ又は複数のプッシャーラムであり、それより、物質は主に主室の全体に渡って押される。１つの具体例では、その横伝達ユニットは、移動可能な棚／プラットホームであり、物質は、その棚／プラットホームの上に乗ってその室全体を移動する；  物質のいくらかはまた、その棚／プラットホームの前縁によって押されるかもしれない。棚／プラットホーム型の横伝達ユニットによって制御された横移動は、その移動速度、各横伝達ユニットが移動する距離、そして、横伝達ユニットの大多数がお互い関係しながら移動する頻度などを変化させることにより成し遂げられる。１つ又は複数の横伝達ユニットは、共に協調性を持って、あるいは、個別に稼動する。物質の移動と層の高さの制御を最適化するために、各横伝達ユニットは、その速度、移動距離、移動の頻度を変えながら個別に移動することが可能である。
【００９５】
図９Aは、その室内を通る物質の横移動を示す矢印によって、ステップ式床の水平主室を説明する図表である。図９Bは、その室内を通る物質の横移動を示す矢印によって、傾斜式床の水平主室を説明する図表である。
【００９６】
１つの具体例では、その横伝達ユニットは、主室の底に沿って配置されているスクリュー構造であり、物質は、１つ又は複数のスクリューにより、加工原料／チャー排出口へと横向きに伝達される。そのスクリュー型横伝達ユニットによって制御された横移動は、そのスクリューの回転速度の変化により成し遂げられる。
【００９７】
この学術に熟練を積んだ研究者は、スクリュー、ラムなどの横伝達ユニットが、原料を主室を通して運搬する事に加えて、加工原料／チャー生成物を加工原料／チャー排出口から外へ運搬する事を促進するのも可能である事を直ちに理解するであろう。
【００９８】
第２室
第２室は、主室から送られてきた加工原料／チャーを第２室ガス生成物と灰へ変換するのに効果を与えるために使用される。その加工原料／チャーは、主室内で使われたものよりも高い温度にさらされることになる。例えば、その物質の灰の融点に応じて、1000℃（又はそれ以上）の温度が使われることがある。
【００９９】
１つの具体例では、第２室はその上部付近に、主室から加工原料／チャーが送り込まれる際に通過する加工原料／チャー注入口、１つ又は複数の空気注入口、１つのガス排出口、１つの固形残渣（灰など）排出口、１つ又は複数のオプションでの加工添加物（蒸気などの）注入口、そして、オプションとして、第２室の加工原料／チャーの滞留時間を制御する手段、これらから構成されている。第２室ガス生成物と称される、第２室で生成されたガス生成物は、揮発ステージの後に加工原料／チャー生成物に残った揮発性成分と同じく、炭素変換反応からの生成物から成る。
【０１００】
１つの具体例では、第２室は、垂直系の室である。本システムでの使用に適していると認識される垂直系室の例は、これに限ったものではないが、移動床ガス化装置、固定床ガス化装置、必然の流量ガス化装置、流動床ガス化装置などから構成されている。加工原料／チャーをガス生成物や灰に転換するために加熱空気が使用されているというそれらの具体例において、そのガス化装置は、加工原料／チャーを加熱空気注入口に最適状態で露出させ、かつ、その加工ゾーンへ加熱空気が全範囲に及んでいることを確かにするために設置された加熱空気注入口から構成されている。
【０１０１】
その第２室は、オプションで、機械的混合手段を備えており、それは、加工原料／チャーが加熱空気、及び、加工原料／チャーを灰と望み通りのガス生成物に変換するために必要とされるかもしれない全ての加工添加物に対して効率的に露出することを確実にするものである。その機械的混合手段は、またガス流出を防ぎ、物質の集塊化から守る。
【０１０２】
第２室への加工原料／チャーを可能な最高温度で受け取ることは、最も効率的なプロセスを生み出し、最大量のCOとH2及び最小のCO2とH2Oを生成する。その加工温度は、加工原料／チャーをその融点より低い温度で維持する一方で、さらにCOとH2の産出を最大化するために、可能な限りの高温が選択される。１つの具体例では、その加工原料／チャーは主室から直接受け取られるので、その伝達の間での熱のロスを最小限にする。
【０１０３】
主室においてと同様に、その加工原料／チャーは、少なくとも部分的には、加熱空気注入口を通して導入された加熱空気によって加熱される。１つの具体例では、その空気は、高温合成ガス生成物から出た感知可能な熱との熱交換を通して予熱されたものである。その加熱空気注入口は、加熱空気の全範囲が加工ゾーンに行き渡る事を確かにするために、戦略的にその室の中、或いはその周辺に設置されている。
【０１０４】
この加工原料／チャー変換プロセスで必要とされる熱は、また部分的には、チャーの部分的酸化作用から提供される。その加熱空気注入口はまた、感知可能な熱の供給に加えて、炭素をガス質COといくらかのCO2に変換するために必要な酸素を供給する。炭素のO2との反応は、COに成るにせよ、CO2に成るにせよ、放熱する。この放熱反応は、それゆえ、チャー−灰変換に必要な熱の適量を提供する為に使われる。チャー−灰変換は、それゆえ、ある程度  自主稼動といえるが、そのような反応は、非定常状態反応を生み、非制御な温度上昇（例えば、灰の融点温度に近づく程の）を引き起こすかもしれなく、そうなると、第２室で望まれないスラグ化を生む可能性がある。１つの具体例では、加熱空気の第２室へのインプット量は、そのような非制御な温度上昇を避けるために制御されている。
【０１０５】
その蒸気添加物質は、室の主要な目的（例えば、加工原料／チャーのガス質生成物と灰への変換）に対して害のあるレベルに加工温度が引きあがるのを防ぐ一方で、最大限の炭素を化学的熱に変換する目的のために第２室へ供給される。従って、その第２室は、オプションとして、加工原料／チャーに含まれる炭素を生成ガスに効率的に変換するのを促進するために、追加のプロセス添加物質のインプットを可能にするプロセス添加物質（蒸気）吸入口をオプションに持つ。１つの具体例では、その第２室は、蒸気を高温領域に誘導するために戦略的に設置された多数の蒸気注入口を持つ。
【０１０６】
そのプロセス添加物質のタイプと質は、それゆえ、稼動コストを最小限に抑え、かつ、規制当局の排出制限の遵守を維持する一方で、最適に加工原料／チャーを第２室ガス生成物と灰に変換できるよう選択される。蒸気インプットは、加工原料／チャーを熱値と灰を持つ第２室ガス生成物へと変換するのを最大限にする十分な酸素・水素成分を確保する。空気インプットは、炭素の燃料ガスへの変換（炭素成分を最小にする）を最大限にし、インプット熱の費用を最小限にしながら最適な加工温度を維持するなどの、化学バランスのプロセスを助ける。その両方の添加物質の量は決められていて、加工される原料の排出口により識別され制御される。空気の注入量は、このプロセス全般が、灰化にともない望まざる如何なるプロセス特性にも近づくことのない事を確実にする一方、ローカルエリアの排出基準を守り、また向上させつつ、インプット熱の比較的高額な費用を最大限に相殺することを進めるために決められる。
【０１０７】
１つの具体例では、その加熱空気と蒸気注入口は、市販されている、耐熱性噴霧ノズルを備えているかもしれない。
【０１０８】
１つの具体例では、その加熱空気と蒸気注入口は、第２室の床付近に取り付けられている。
【０１０９】
主室でと同様に、このガス化の初期始動を促進するためにその室は、室を予熱するために、例えば、天然ガス、或いは  プロパンバーナーのような様々な一般のバーナーを収容できるサイズのアクセスポートが設置されている。
【０１１０】
必然の流量第２室22を使用した本発明の１つの具体例では、図10を参照の通り、加熱空気（そしてオプションの蒸気）インプットは、加工原料／チャー供給口と関連して本流の中で移動する。ここで、加工原料／チャーは、少なくとも幾らかは、その添加物質の動きにより動きを止め、それによって、そのインプットとチャーの間で、より散布された接触を促進する。その反応は、化学反応物が、添加物質の移動する方向において重力に促され下方に移動するときに起こる。その第２室ガス生成物は、ガス排出口を通って排出され、その際生じた固形残渣（灰）は、固形残渣排出口を通ってその底部から排出される。
【０１１１】
流動床第２室24を使用した本発明の１つの具体例では、図11での参照の通り、加工原料／チャーは、上方移動の添加物質の中で動きを止める。流動床の中では、その添加物質は、いかなる重力作用にも十分に勝る速度で第２室へ進入し、加工原料／チャー床は、はるかに激しい方法で移動するので、より均質な反応領域を作り出し、その加工原料／チャーが、実際に固形であっても、乱流液体の動きを似た方法で作用する。その加熱空気と蒸気添加物質は、室底から第２室に入り、チャーへ向かって向かって逆流して進む。その生じた固形残渣（灰）は、固形残渣排出口を通って排出され、第２室ガス生成物は、上部のガス排出口を通って第２室へと向かう。
【０１１２】
移動床第２室26を使用した本発明の１つの具体例では、図12での参照の通り、その室26は、第２室の上部付近にある１つの原料供給口、多数の加熱空気注入口、１つのガス排出口、１つの固形残渣排出口、そして、第２室の底部にある活発に制御された１つの回転火格子などから構成されている。プロセス添加物質注入口がオプションで、第２室へ追加の蒸気を供給するためにある。さらに、混合メカニズム27が、その加工室の中で添加物質と加工原料／チャーの間の増大した相互関係を促進するために使用されるかもしれない。その生じた固形物残渣（灰）は固形物残渣排出口を通って排出され、第２室ガス生成物は、上部に位置するガス排出口を通ってその第２室から抜け出る。図13Aと13Bは、本発明の異なった具体例に従って、流動床第２室内で使用可能な回転火格子の具体例を示す。
【０１１３】
図１４は、固形物残渣調整室とガス改質室に関連した流動床変換室の１つの具体例を示す図式であるこのイラストで示された具体例では、その変換室は、加工原料／チャー供給口、加熱空気注入口、外部に取り付けられたモーター組み立て部分を持つアジテーター、プラズマ熱の固形物残渣調整室と連絡を取りあう固形物残渣排出口、そして、プラズマガス改質室と連絡を取り合う第２室ガス生成物排出口などから構成される。そのガス改質室は、揮発室からの最初の室ガス生成物を受け取り、その化合されたガス生成物をプラズマ熱を使って合成ガスに変換する。そのチャー変換室は、炭素変換ゾーンから固形物残渣調整室へ物質の流量を統制する目的の回転火格子を構成している。残渣固形物質は、固形残渣調整室へ入り、プラズマ熱源でその残渣をガラス質にして、曲げるために加熱される。
【０１１４】
本発明の１つの具体例において、第２室は、１つの固定床室である。固定床システムでは、加工原料／チャーは、上部からその室に入り、加熱空気供給口とオプションの蒸気（或いは、その他の添加物質）が導入される表面に落ち着く。そのガスインプットは、底部から逆流に向かう状態で、加工原料／チャー床を通り抜ける。生じた固形物残渣（灰）は、固形物残渣排出口を通り排出され、第２室ガス生成物は、上部のガス排出口を通り第２室から出る。
【０１１５】
本発明に従うと、第２室は、オプションで、その第２室内での加工原料／チャーの滞留時間を制御する手段を持つ。その第二室での加工原料／チャーの滞留時間を制御するのは、チャー、加熱空気、そしてオプションでの蒸気を最適に混合する十分な時間を確保することであり、それにより、加工原料／チャーを第２室ガス生成物と灰に最大限に変換するのである。
【０１１６】
１つの具体例では、固定床第２室内での加工原料／チャーの滞留時間を制御する手段は、その室から固形物質を制御可能な方法で運搬する為に見合った全てのメカニズムで提供されている。そのような具体例では、一度加工原料／チャーが、その室内で、第２室ガス生成物と灰に変換するための十分な滞留時間があったなら、その灰生成物は、その室から活発に運び出される。そのようなメカニズムは、これに限った訳ではないが、加工原料／チャー生成物を主室から活発に運搬するために必要とされるものであるだろう。従って、第２室内での加工原料／チャーの滞留時間を制御する手段は、スクリュー、プッシャーラム、水平回転パドル、水平回転アーム、水平回転輪などから成る。１つの具体例では、第２室内での加工原料／チャーの滞留時間を制御する手段は、図２から９で示されたような固形物除去の為に使用されたデバイスのいずれかである。
【０１１７】
図１５は、回転輪固形物除去装置を構成する固定床第２室と、その第２室と固形残渣調整室との関係を示した具体例である。
【０１１８】
１つの具体例では、灰生成物は、炭素変換が達成される十分な滞留時間を確保するのに適した速度で連続的に除去される。１つの具体例において、一度十分な滞留時間があり炭素変換が達成されたら、その灰生成物は断続的ベースで除去される。
【０１１９】
１つの具体例では、第２室内での加工原料／チャーの滞留時間を制御する手段は、その室から出る加工原料／チャーの進行を妨げるあらゆるメカニズムによりもたらされ、それにより、その固形物が室内に保持されるので、その室内には加工原料／チャーが、第２室ガス生成物と灰変換される十分な滞留時間を確保することが可能になる。ある具体例では、加工原料／チャーが、少しずつ灰に変換されるにつれ、その灰生成物がゆっくりと第２室から進行してくる。従って、第２室での加工原料／チャーの滞留時間を制御する手段は、１つのインピーダンス・メカニズムと、灰生成物が第２室から排出される前に、加工原料／チャーが変換する十分な時間を確保するためにその加工原料／チャーを室内に保持するというメカニズムから構成される。そのインピーダンス・メカニズムは、第２室から排出される物質の動きに制限をかけ、統制するものだが、これは、部分的に或いは断続的に固形残渣排出口を塞ぐことや、その加工原料／チャーが一時的に集積する蓄積部分を形成することにより可能となる。
【０１２０】
図16を参照すると、インピーダンス・メカニズムは、第２室の底部に取り付けられており、適切な形、デザインの物理的バリアーの一種であり、ドーム型、ピラミッド型、火格子、移動火格子、ブリック火格子、多数のセラミック球、多数のチューブなどが含まれるが、これらに限るものではない。インピーダンス・メカニズムの形とサイズは、部分的には、その室の形と適応性に左右される。
【０１２１】
図16AからFを参照すると、これらは、様々な代替の、無制限のインピーダンス・メカニズムの詳細であることが分かる。図16Aで説明されている１つの具体例では、そのインピーダンス・メカニズムは、第２室の底部に楔形をしたマウントブリック（150）が搭載された１つの固形耐熱性ドーム（145）である。その固形耐熱性ドームは、その室の内側の壁とそのドームの外側のヘリには隙間(155)が設けられるだけの大きさに作られている。オプションでは、その固形耐熱性ドームには、さらに多数の穴（160）があけてある。
【０１２２】
図16Ｂを参照すると、そのインピーダンス・メカニズムは、固形耐熱性ブリック火格子（245）が備えられており、そして、炭素変換室と固形残渣調整室との間で連絡を取り合う事が出来るように、その個々のブリックの間には隙間（255）が設けてある。
【０１２３】
図16Ｃを参照すると、そのインピーダンス・メカニズムは、マウントリング（350）の中に装着された耐熱性系チューブ（345）を基に製造された火格子構造を構成していて、第２室の底部に設置されている。
【０１２４】
図16Ｄで説明されている１つの具体例では、そのインピーダンス・メカニズムは、第２室の底部にマウントブリックにより装着された固形耐熱性ピラミッド（145）である。
【０１２５】
図16Ｅを参照すると、そのインピーダンス・メカニズムは、無数のセラミック球から成ることが解る。
【０１２６】
図16Ｆを参照すると、そのインピーダンス・メカニズムは、ドーム型のはめ歯歯車である事が解る。
【０１２７】
そのインピーダンス・メカニズムとそれに付随するマウントエレメントは、その第２室での過酷なコンディション、とりわけ高温の下で、効率的に稼動できなければならない。従って、そのインピーダンス・メカニズムは、高温の下でも耐えうるよう設計された素材で製造されている。オプションとしては、そのインピーダンス・メカニズムは、耐熱性コーティングされているか、耐熱性固体から製造されているかもしれない。
【０１２８】
揮発室・第２室の両方が、必要とされる固形物停留時間の間に適量の物質を収容できるだけの大きさの内部容量を持つ耐熱系室である。その使用される耐熱性物質は、この学術に熟練した者にはよく知られた一般的な耐熱性素材であり、高温（例えば、約1000℃位まで）で非加圧反応での使用に適している。そのような耐熱性物質の例は、高温燃焼セラミック、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、立方晶窒化ホウ素、リン酸ジルコニウム、ガラスセラミックス、そして、主にシリカ、アルミナ、タイタニアなどがある。
【０１２９】
加工原料／チャー変換段階での灰生成物は、その第２室から活発に又はゆっくりと取り除かれ、続いて溶解室へと送られる。その溶解室は、分離された個別の室であるか、或いは、第２室からの延長ゾーンでもよい。
【０１３０】
その溶解室が第二室からの延長ゾーンである１つの具体例では、その第２室は、１つの炭素変換ゾーン、ゾーン間領域、そして、その溶解室と繋がるインターゾーンから構成されている。その炭素変換ゾーンは以下の為に採用される、それらは、イ）調整するために加工原料を供給する、ロ）加工原料の中の未到達炭素を熱バリューと実質カーボンフリーな固形残渣を持つ合成ガスに変換するための加熱空気を供給する、  ハ）蒸気、濃炭素ガスなどのオプションでのプロセス添加物を供給する、ニ）合成ガスと固形残渣を排出する、などである。
【０１３１】
ゾーン間領域とインターゾーンは、炭素変換ゾーンと溶解室とを分離して、その２間の物質の流量を統制するように設計されており、オプションで、プラズマ熱の固形残渣への転化に影響を与えることにより、固形残渣のスラグへの初期溶解をもたらすかもしれない。従って、その第２室と溶解室は、単一の耐熱系で、一般には、垂直系の室の中に収容されている。それは、加工原料注入口、加熱空気注入口、ガス排出口、そして、プラズマ熱源、オプションで１つ又は複数のプロセス添加物質をから成る室である。
【０１３２】
溶解室
溶解室の主な機能は、第２室から固形残渣（例えば灰）を受け取り、それを溶解し、曲げ、さらに、濃密かつシリコンメタリックで、ガラス状の物質を形成する為にその固形物が化学反応するレベルまで、その固形残渣の温度を上げることである。この室の中では、プラズマの様な熱源が、その固形残渣をガラス化する程の高い加工温度（その灰の特性にもよるが、およそ1400℃から1500℃位）を獲得するためや、また、その室から排出されて冷却され、濃密で、濾過不可能で、シリコメタリックな固体を形成する前に、十分に混ぜ合わせ均質化させるために使用される。
【０１３３】
従って、本発明のシステムは、固形残渣注入口を持つ１つの溶解室、１つ又は複数の熱源、オプションとしての空気供給手段、そして１つのスラグ排出口からオプションとして構成されている。そこでは、固形残渣を溶解するために利用される多数の熱源がある。
【０１３４】
この溶解に適したプラズマシステムは、多様な科学技術が基礎と成っているかもしれなく、以下に限ったものではないが、それらは、マイクロ波プラズマ、誘導結合プラズマ、電気アークプラズマ、そして、熱プラズマなどが含まれる。１つの具体例では、熱は、プラズマトーチシステムから構成されるプラズマシステムによってもたらされる。この分野で知られているプラズマトーチシステムは、移行式アークトーチシステム（ＴＡＴ）や非移行式アークトーチシステム（ＮＴＡＴ）があるが、これに限ったものではない。移行式アークトーチシステムと非移行式アークトーチシステムの両方が、動作のために正と負の電極が必要である。非移行式アークトーチシステムでは、両極が金属製であるが、移行式アークトーチシステムは、その"加工される製品"による。ふつう非常に高い温度が得られるので、この作業には、例えば、水式急冷などの効率的な冷却技術が求められる。トーチシステムは、交流（ＡＣ）モード、単一とマルチフェーズ両方、そして、直流（ＤＣ）の状況で作動するように設計されている。
【０１３５】
非移行式アークトーチシステムを利用した１つの具体例では、そのアークを回転させるために２つの磁界コイルが使用される。この分野の熟練した研究者には、このトーチシステムの稼動は、磁場コイルの位置と、このプラズマトーチシステムの電極棒として使われる材質を調節することで多様化できるということをすぐに理解できるであろう。これらのトーチシステムにおいての電極棒として使用可能な材質は、鉄鋼、タングステン、グラファイト、放射性タングステン、銅、そして、銅とＺｒ、Ｃｒ、Ａｇとの合金などがあるが、これに限ったものではない。
【０１３６】
この分野の熟練した研究者であれば、プラズマトーチシステムのキャリアガスの選択が、その溶解器内での化学反応にインパクトを与えるという事をすぐに理解するであろう。例えば、そのキャリアガスは、還元され、酸化され、或いは不活性になるかもしれない。トーチシステムの典型的なキャリアガスは、空気、窒素、ヘリウム、アルゴン、酸素、一酸化炭素、水素、そして  メタンなどがあるがこれらには限定されるものではない。
【０１３７】
この分野の熟練した研究者であれば、溶解のために特定のプラズマトーチを選択することは、多様な要素に依存するという事を理解するであろう。その要素は以下を含むが、これに限定はされない。それらは、電気・熱伝導効率、"加工物質"への熱移動、電極寿命、電極費用、電極交換の容易さ、温度分析、プラズマガスのエンタルピー、デザインのシンプルさ及び電力供給や制御システムなどの製造者のサポートシステム、オペレーターの必要資格、キャリアガスのタイプに関する必要条件、脱イオン水の必要性、信用性、資本コストと営業コスト、溶解室での移動能力、室内での加工物質付近への供給能力、などである。
【０１３８】
本発明の１つの具体例では、残渣溶解の熱源は、ジュール熱エレメントである。ジュール熱とは、伝導体の中で、移動粒子と原子イオンの接触により起こる電流の通過により伝導体の中で発生する熱のことを言う。その熱量は、電線の電気抵抗を電流の２乗で掛けた値に比例する。
【０１３９】
本発明の１つの具体例では、残渣溶解のための熱源は、１つ又は複数のガスバーナーシステムである。
【０１４０】
ガスバーナーは、アセチレン、天然ガス、或いは  プロパンなどのガス燃料を使って炎を発生させる。オプションとして、いくつかのガスバーナーには空気注入口が使用され、それは、完全燃焼させるために空気と燃料ガスを混ぜ合わせる目的に適している。例えば、アセチレンは、一般に、酸素と掛け合わされて使用される。
【０１４１】
この分野の熟練した研究者であれば、ガスバーナーのための適正なガスの選択は、例えば、望ましい炎の温度であるなど、様々な要素に依存するという事を知っている。
【０１４２】
溶解スラグは、定期的に、或いは、連続的に、固形残渣室から排出され、それから、冷却されて固形スラグ物質を形成する。そのようなスラグ物質は、容器に流し込まれてインゴット、ブリックタイル、或いは、類似した建設材に形を変える。その固形物質は、さらに、一般利用の骨材用に砕かれるかもしれない。
【０１４３】
１つの具体例では、その固形残渣調節室内で加工された固形残渣は、例えば、ダウンストリームガス調整プロセスでバグハウスフィルターから回収された固形物のようになダウンストリームプロセスから移動した固形物を含む。
【０１４４】
その固形残渣調節室は、固形残渣が溶解して均質化されるのに適した温度下に置かれるだけの十分な滞留時間を確保するよう設計されている。
【０１４５】
その位置や方位と同じく、その使用される熱源の種類は、この固形残渣調整室の設計において考慮される追加的な要素である。その熱源は、派生する溶融固形残渣をその室から流出させながら、その固形残渣が溶解し、均質化するのに必要な温度レベルまで加熱して上昇させる能力がなくてはならない。
【０１４６】
その溶解室の壁の内側は、耐熱性素材で覆われており、それは、この分野で認められている、一般の耐熱性素材の１つ或いはその組み合わせであるが、これは、室内が極度に高温（例えば、1100℃から1800℃）で、非加圧反応である場合の利用に適している。このような耐熱性素材の例は、高温燃焼セラミック（酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、立方晶窒化ホウ素、リン酸ジルコニウム、など）、ガラスセラミック、そして、主にシリカ、アルミナ、タイタニアなどを含有する高アルミナ室レンガがあるが、これらに限ってはいない。
【０１４７】
ガス改質ゾーン
ガス改質ゾーンの主な機能は、第一室と第二室のガス生成物を合成ガスへと改質することである。そのシステム設計により、その設置場所は、主室の最上部であったり、第二室内の上部であったり、或いは、その室自体の中だったりする。
【０１４８】
従って、そのガス改質ゾーンは、主室から第１室ガス生成物（オフガス）を受け入れ、いくつかの具体例では、第２室からの第２室ガス生成物のようになるのだが、プラズマ熱などの熱を使ってそれらのガスを効率的に、完全に合成ガス成生物へと変換する。そのガス改質ゾーンは、未加工のガス生成物内に存在するあらゆる汚染物質（例えば、タール、細かい微粒子）を除去し、分解するので、ダウンストリームガス調整プロセス上での負担を軽減する。もしその合成ガスの化学合成に何らかの調整が必要な場合、このシステムは、好ましく合成された合成ガスへの組み換えに必要な分子群を提供するプロセス添加物注入口を通して、空気や蒸気などのプロセス添加物を供給する。
【０１４９】
本発明に従うと、そのガス改質ゾーンは、それゆえ、主室のガス排出口、またオプションでは第２室の排出口との流動的連絡を持っており、１つ又は複数の熱源（例えば、プラズマ熱や水素バーナー熱）、１つ又は複数のオプションでのプロセス添加物注入口、そして、合成ガス排出口を持つ。その１つ又は複数のプロセス添加物注入口は、オプションとして、空気／酸素  そして或いは、蒸気をその改質ゾーンへの注入が可能である。そのプラズマ改質段階で生成された合成ガスは、合成ガス排出口を通って排出される。
【０１５０】
１つの具体例では、そのガス改質ゾーンは、１つの室の中か、或いは主室と繋がっている室に設置されていおり、そこには、その２室を分離する管は無い。そのような具体例では、ガス改質段階と揮発段階は、単一の室の中でも分離されたゾーン内で行われる。そのような具体例では、その第２位室からの第２室ガスは、専用の第２ガス注入口を通ってこの単一室へと導入される。
【０１５１】
この改質反応を起こす為には、そのガス改質室が、高温に十分加熱されなくてはならない。本発明の１つの具体例では、その温度は約800℃から1200℃である。その他の具体例では、温度が約９５０℃から１０５０℃である。また、その他、温度が1000℃から1200℃の具体例もある。１つの具体例では、改質室の稼動内部温度は、約1000℃である。合成ガスがその室から排出される際の温度は、約400℃から1000℃以上までの領域にある。その合成ガスの温度は、熱回復や合成ガス冷却のために利用される熱交換システムにより低減されるが、これは後に論じられる。
【０１５２】
１つの具体例では、主室からのガスのみが、ガス改質ゾーンへ送られる。
【０１５３】
１つの具体例では、ガス改質ゾーンは、それ自体の室に設置されており、その主室ガス生成物と第２室ガス生成物は、共有の注入口を通って改質室へ入るので、ガス改質ゾーンに導入される前に結合される。またある１つの具体例では、その主室ガス生成物と第２室ガス生成物は、個別の注入流がそれぞれの注入口を通ってガス改質室に入るので、ガス改質ゾーンに導入される前には結合されない。
【０１５４】
このガス改質室は、一般に、室の内側は耐熱性素材で覆われており、変換反応が起こる為に必要な滞留時間に適応できるだけの十分な内部容量を備えている。そのガス改質室は、ガス及びオプションでのプロセス添加物を合成ガスに十分化学変換させうる適度な滞留時間を提供できる限りいかなる形でもよい。例えば、そのガス改質室は、直線の管状、或いは、ベンチュリ管状の構造となっているかもしれない。そのガス改質室は、それらのガスとオプションでのプロセス添加物が適度に混合され、滞留時間が維持されている限り、様々なポジションに配置されているだろう。
【０１５５】
最初の室ガスと第２室ガスをその改質室へ送る１つ又は複数の注入口は、同方向に、逆方向に、放射状に、無関係に、或いはその他の供給流量方向に対応できるように組織されている。プラズマ熱ガス改質室に入ったガスは、オプションとして、ガス混合手段により混ぜ合わされる。その室は、１つ又は複数の室を持つか、垂直或いは水平型であったり、また、例えば、逆混合や乱流を促進する整流装置のような内部構造を持つかもしれない。整流装置は、乱流を作ることにより混合を引き起こす。整流装置のアレンジは、この分野では知られており、以下にがぎったものではないが、ブリッジウォール整流装置やチョークリング整流装置などがある。１つの具体例では、混合手段は、その注入口とその辺りに１つ又は複数の空気噴出口を持ち、それが少量の空気をそのガスに注入する事から、ガスを混合するための渦巻き運動や乱流を作り出す。
【０１５６】
そのガス改質熱は、プラズマ熱発生システムや水素バーナーなどのようなタイプの多くの熱源により提供される。
【０１５７】
ガス組織変更に適しているプラズマシステムは、多様な技術に基づいており、以下に限ってはいないが、マイクロ波プラズマ、誘導結合プラズマ、電弧プラズマ、熱プラズマなどがある。そのプラズマ熱源は、非移行式アークの交流及び直流プラズマトーチ、移行式アークの交流及び直流プラズマトーチ、そして、無電極高周波誘導プラズマ加熱デバイスがある。様々なガスがプラズマトーチに使われて来ており、それらは、以下に限らないが、空気、O2、N2、Aｒ、CH４、C2H2、そしてC３H６などがある。この分野に熟練した研究者にとっては、本発明のガス改質室に使用されるプラズマ熱源のタイプを選択するのは難しくないであろう。
【０１５８】
本発明の１つの具体例においては、改質熱は、プラズマトーチシステムから構成されるプラズマシステムにより提供される。この分野で知られるプラズマトーチシステムは、移行式アークトーチと非移行式アークトーチシステムがあるが、これには限らない。移行式アークトーチシステムと非移行式アークトーチシステムの両方が、動作のために正と負の電極が必要である。非移行式アークトーチシステムでは、両極が金属製であるが、移行式アークトーチシステムは、その"加工される製品"による。通常、非常に高い温度が得られるので、この作業には、例えば、水式急冷などの効率的な冷却技術が求められる。トーチシステムは、交流モード、単一とマルチフェーズの両方、そして、直流の状況で作動するように設計されている。
【０１５９】
非移行式アークトーチシステムを利用した１つの具体例では、そのアークを回転させるために２つの磁界コイルが使用される。この分野の熟練した研究者には、このトーチシステムの稼動は、磁場コイルの位置と、このプラズマトーチシステムの電極棒として使われる材質を調節することで多様化できるということをすぐに理解できるであろう。これらのトーチシステムにおいての電極棒として使用可能な材質は、鉄鋼、タングステン、グラファイト、放射性タングステン、銅、そして、銅とＺｒ、Ｃｒ、Ａｇとの合金などがあるが、これに限ったものではない。
【０１６０】
この分野の熟練した研究者であれば、プラズマトーチシステムのキャリアガスの選択が、その溶解器内での化学反応にインパクトを与えるという事をすぐに理解するであろう。例えば、そのキャリアガスは、還元され、酸化され、或いは不活性になるかもしれない。トーチシステムの典型的なキャリアガスは、空気、窒素、ヘリウム、アルゴン、酸素、一酸化炭素、水素、そして  メタンなどがあるがこれらには限定されるものではない。
【０１６１】
この分野の熟練した研究者であれば、溶解のために特定のプラズマトーチを選択することは、多様な要素に依存するという事を理解するであろう。その要素は以下を含むが、これに限定はされない。それらは、電気・熱伝導効率、"加工物質"への熱移動、電極寿命、電極費用、電極交換の容易さ、温度分析、プラズマガスのエンタルピー、デザインのシンプルさ及び電力供給や制御システムなどの製造者のサポートシステム、オペレーターの必要資格、キャリアガスのタイプに関する必要条件、脱イオン水の必要性、信用性、資本コストと営業コスト、溶解室での移動能力、ガス改質室内での加工物質付近への供給能力、などである。
【０１６２】
本発明の１つの具体例では、その改質熱は、水素バーナーから供給される。また本発明の１つの具体例では、その改質熱は、１つ又は複数の水素バーナーと１つ又は複数のプラズマシステムから供給される。
【０１６３】
本発明の１つの具体例では、水素バーナーは、酸素と水素に反応して、（1200℃より高い）超高温蒸気を生成するために使われる。この蒸気は、タールを分解して、その熱価値を上昇させるためにオフガスに適用することが出来る。この技術は、プラズマトーチと同様のエネルギー効率を持つ。しかし、不十分な燃焼は、低温のH2OやCO2を生成するオフガスと反応するO2をもたらす可能性がある。その為、後述されるように、この技術は、オフガス蒸気自体に対するよりも、ガス化装置の最も低い加工領域に対して添加物を生成する為に使われた方が良い。
【０１６４】
１つの具体例では、水素バーナーは、後に、加熱ガス質流体と混合され、分配される高温蒸気を生成するために利用される。その高温蒸気は、いずれにせよ、２つのステージプロセスの中で生み出されるのだが、その最初のステージでは、水分のインプット流体は、電気分解器の中で水素と酸素に分解され、第２ステージでは、その生成された水素と酸素が、高温蒸気（温度が2500℃から3000℃にまで上昇する）を生み出す水素バーナーの中で燃焼される。この発生した蒸気の高温によって、それは、ガス化装置の最終プロセス領域で幾分好ましい炭素変換を促進する大量の高い反応を示すフリーラジカルを含有する。
【０１６５】
マルチポートが、２つ以上のプラズマ熱源を装備するために含まれており、それは、オプションで、軸方向に、放射線状に、無関係に、或いは、プラズマガスに対してその他の促進された方向へ、上方、下方へのガス流体を生むプラズマトーチと共に装備されている。
【０１６６】
その室の壁は、その内側を耐熱性素材で覆われており、そして或いは、水ジャケットは、蒸気の冷却そして或いは発生の為にその反応器を保護することが可能である。マルチ壁が熱回復のための冷却メカニズムと一緒に装備されていて、そのシステムは、高圧／高温の蒸気生成、或いは、その他の熱回復機能の為の熱交換器を持つ。
【０１６７】
熱回復サブシステム
熱回復サブシステムは、ガス化プロセスで利用するための高温合成ガス生成物から熱空気までの感知可能な熱の効率的な回復を助成する。
【０１６８】
図16は、本発明の熱回復サブシステムを利用したガス改質室において生成された合成ガスからの熱の回復を説明した概観図である。この具体例では、その熱回復サブシステムは、１つの合成ガス−空気熱交換器であり、そこでは、プラズマガス改質室で生成された合成ガスからの熱が、加熱空気や冷却合成ガスを提供することにより、外気を加熱するのに利用される。この加熱空気は、揮発室、そして或いは、第２室へと送られ、ガス化プロセスを稼動させるのに使用される。その冷却合成ガスは、次のガス調整段階へ送られる状態となり、感知可能な熱は、回復され、加熱空気としてガス化プロセスの様々なステージへと転送される。
【０１６９】
このシステムでは、異なった種類の熱交換器が使用され、それは、シェルアンドチューブ熱交換器などが含まれるが、これは、直線状で単一パス設計、そしてU形チューブ状でマルチパス設計の両方を持ち、プレートタイプの熱交換器と同じある。その熱交換器の適切な選択は、熟練した研究者の認識に委ねられる。
【０１７０】
その熱回復サブシステムは、合成ガスが感知可能な熱の回復の為の熱交換手段へと移動させられる際に通るコンジットステムを使う。そのコンジットシステムは、オプションとして、１つ又は複数のレギュレーター、そして或いは、送風機を使用し、それは、合成ガス生成物の流量レートを管理する為の１つの手段を提供する為に、システム全体に設置されている。
【０１７１】
１つの具体例では、その熱回復サブシステムは、加熱空気を主室、そして或いは、第２室へと移動させる１つのコンジットシステムを駆使し、そこでは、加熱空気が空気注入口から各自の室へと導入される。１つの具体例では、そのシステムは、主室と第２室へ分配される加熱空気の適切な量を制御する手段を持つので、揮発及び加工原料／チャー変換ステージのそれぞれで役割を果たす為に提供された十分な加熱空気を確実に確保できる。従って、その空気コンジットシステムは、オプションとして、１つ又は複数のレギュレーター、流量メーター、そして或いは、送風機を稼動させ、それらは、その加熱空気の流量レート、そして或いは、分配を制御する手段を提供する為に、そのシステム全体の必要に応じた場所に設置されている。その加熱空気コンジットはまた、オプションとして、例えば、通気孔へ、或いは  オプションで付加の熱交換器へと熱をそらす手段を備えている。
【０１７２】
その熱回復サブシステムは、オプションとして、合成ガスからの熱を水に移動させるための熱交換手段を利用して、高温合成ガスからの感知可能な熱をさらに回復させる。そのさらなる感知可能な熱は、例えば、熱回復蒸気発生器、或いは、廃熱ボイラーなどのように、回復された熱を使って蒸気を発生させる方法を持つ２番目の熱交換手段を通して合成ガスから回復させられる。その蒸気は、原料の合成ガス生成物への変換を最大化させるための十分な遊離酸素と水素を確かに確保するガス化プロセスの間に、１つのプロセス添加蒸気として利用される。その生成された蒸気は、例えば、合成ガス送風機と同様に空気送風機のような、回転プロセス装置としても使用されるだろう。
【０１７３】
１つの具体例では、この熱回復サブシステムは、合成ガス−空気熱交換器からのダウンストリームに設置されている熱回復蒸気発生器（HRSG）から構成されている。そのような具体例では、その熱回復蒸気発生器は、合成ガスがチューブを通って垂直に流れ、水がシェル側で沸騰するように設計された１つのシェルアンドチューブ熱交換器である。
【０１７４】
ガス性質調整サブシステム（GQCS）
冷却段階を踏んだ後に、その合成ガスは、ガス性質調整サブシステムでの、次のガス調整段階に入る。そのガス性質調整サブシステムは、合成ガスから（HCI,  H2S）などの酸化ガス、そして或いは、重金属などの微粒子群やその他の不純物を取り除く働きをする。必要とされる加工段階のプレゼンスと順序は、合成ガスの混合物と、それに含まれる汚染物質により決定される。例えば、もし高い硫黄含有の石炭が主な原料だった場合、その合成ガス生成物は、ダウンストリーム環境での合成ガス生成物使用の前に取り除かれるべきの大量の硫黄分を含むであろう。一度、その合成ガスが、洗浄され、調整されると、その産出ガスは、それから、オプションで、貯蔵されるか、或いは、必要なダウンストリーム環境へと送られる。
【０１７５】
オプションでのダウンストリーム・エレメント
本発明のガス化システムで使用され生成された合成ガスは、例えば、電気の生産などのダウンストリーム環境での使用に適している。従って、本システムは、オプションとして、そのような環境で必要とされるかもしれない全てのダウンストリームを含む。１つの具体例では、そのシステムは、ガス均質化サブシステムを含む。このガス均質化サブシステムは、ガス化システムで産出された合成ガスを受け入れるための１つのガス均質化室を擁し、その均質化室の中では、合成ガスの化学構成物における変動を和らげるために合成ガスを混合させる。例えば、圧力、温度、そして流量レートなどその他のガス特性における変動もまた、合成ガスの混合時に軽減される。そのガス均質化室は、ガス化プロセスからの合成ガスを受け入れるよう設計されており、また、不変で、そして或いは、特定された化学構成を持つ一定量のガスを確保するためにガスを混合する十分な滞留時間そのガスを保持するように設計されている。
【０１７６】
１つの具体例において、そのシステムは、電気発生システムで利用される前に、洗浄され、調整された合成ガスを貯蔵しておく、ガス貯蔵システムを擁す。
【０１７７】
生成合成ガスのダウンストリーム環境は、例えば、ガスタービンやガスエンジンなどでの電気の生産のための利用も含む。その合成ガスは、ボイラー内で蒸気を発生させる為に燃焼され、その蒸気は、蒸気タービンの中で発電を起こすために使用される。
【０１７８】
制御システム
本発明のシステムは、プロセスの異なったステージを監視し、統制するためにガス化システムと共に利用される制御システムを構成しているので、炭素質原料が合成ガス生成物へ効率よく完全に変換するのを確かにする。その制御システムは、また、オプションで、不変で、特定された構成を持つ合成ガス生成物の生成にも備える。
【０１７９】
その制御システムは、そのシステムの作動パラメーターをリアルタイムで監視する１つ又は複数の感知エレメント、そして、変換反応を最適化するために、そのシステム内での作動状況を調整する１つ又は複数の応答エレメントを擁し、感知エレメントと応答エレメントは、そのシステム内で統合されており、応答エレメントは、感知エレメントから得たデータに基づいてそのシステム内の作動状況を調整する。
【０１８０】
本発明の１つの具体例では、制御システムは、ここに発表される様々なシステム、そして或いは、サブシステムの中で、或いはそれらのシステムにより、実行される１つ或いは複数のプロセスによって支えられており、また或いは、そのようなプロセスに影響を与えるために発案されたデバイスを提供するであろう。一般に、この制御システムは、与えられたシステム、サブシステム、或いは、それらの組み合わせに関連したり、また或いは、本発明で営まれる様々な具体例の中で、またはそれと共に説明されるガス化システムなどのシステムで熟考される１つ或いは複数の全体的プロセスに関連する様々な局所的、そして或いは、領域的なプロセスを効果的に制御するであろう。そして、それゆえに、明確な結果を得るプロセスに影響を与えるよう採用された様々な制御パラメーターを調節するのである。様々な感知エレメントと応答エレメントが、それゆえ、制御された（幾つかの）システム、或いは、１つ又は複数のそれらの組み合わせと関連して配備されており、また、様々なプロセス、反応、そして或いは、生成物の特性などを得て、それらの特性と望ましい結果の取得を導き出すであろう特性の適当な範囲とを比べ、そして、１つ又は複数の制御可能なデバイスを通して１つ又は複数の進行中のプロセスの中での変化を熟考することにより答を出す。
【０１８１】
その制御システムは、一般に、実装されているシステム（群）、プロセス（群）、与えられるインプット（群）、それにより発生したアウトプット（群）などを感知する１つ又は複数の感知エレメントを構成している。１つ又は複数の演算プラットホームが、通信的にこれらの感知エレメントと繋がっており、感知した値を代表する１つの特性を持った値にアクセスして、その特性を持った値と、選択された操作上の、また或いは、ダウンストリームの値に適合するとして特定されるべき定義された事前に決められた範囲の値とを比較することを促し、また、その特性を持った値の維持を導き出す１つ又は複数のプロセス制御パラメーターと、この事前に決められた範囲とを比較する。多くの応答エレメントは、そのシステム、プロセス、インプット又は或いはアウトプットに影響を持つよう稼動する１つ又は複数のプロセスデバイスと通信的に繋がっており、それゆえ、感知された特性を調整し、通信的に演算プラットホーム(群)と繋がっているので、計算されたプロセス制御パラメーター(群)にアクセスして、それに従ってプロセスデバイス（群）を可動させる。
【０１８２】
１つの具体例では、その制御システムは、フィードバック、フィードフォワード、そして或いは、炭素質原料のガスへの変換に関連した様々なシステム、プロセス、インプットそして或いは、アウトプットの予知制御を備え、それにより、これに関連して実行された１つ或いは複数のプロセスの効率を促す。例えば、様々なプロセス特性は、それらのプロセスに影響を与えるために評価されて意図的に調整されるかもしれない。それらは、熱価値と或いは原料の構成物、生成ガス（例えば、熱価値、温度、圧力、流量、構成、炭素含有量など）の特性、そのような特性を認める変化の度合い、そして、アウトプットの価値に対するインプットにかかる費用などがあるが、それらに限ってはいない。様々な制御パラメーターに対して連続的、また或いは、リアルタイムで調整するのは、熱源力、添加物（例えば、酸素、オキシダント、蒸気など）供給レート、原料（例えば、１つ又は複数の個別そして或いは混合の）供給レート、ガスそして或いは、システム圧力／流量レギュレーター（例えば、送風機、、緩和バルブ、そして或いは制御バルブ、そして或いは、照明装置など）などと、またそのような性格を持つものが含まれるが、これらに限った物ではなく、そこで、それらは、１つ又は複数のプロセス関連の特性が、設計とダウンストリームの詳細に基づいて、アクセスされ最適化されるという方法で実行される。
【０１８３】
それに加えて、代替的に、或いは追加として、その制御システムは、ある与えられたシステムの様々な構成要素を監視する為に設計されており、適切な作動を確実にすると共に、オプションとして、実行されたプロセスが、適用された基準がその規定範囲内であるかを確実とする。
【０１８４】
１つの具体例に従うと、その制御システムは、ある与えられたシステムの全エネルギーインパクトを監視し、制御するためにさらに利用される。例えば、ある１つの与えられたシステムは、例えば、そこで実行された１つ又は複数のプロセスを最適化することにより、或いは、それらのプロセスにより発生したエネルギー（例えば、排気）の回復を増大させることにより、そのエネルギーインパクトを軽減したり、或いは、また最小化したりする目的で稼動しているだろう。その代わりに、或いは、その追加として、その制御システムは、ダウンストリーム使用に適しているだけでなく、効率的、そして或いは、最善の利用の為に正に最適であるそのような特性としての制御されたプロセスを通して発生した生成ガスの１つの構成要素、そして或いは、その他の特性（例えば、温度、圧力、流量など）を調整するために設計されたであろう。例えば、生成ガスが、電気を生産するために与えられたあるタイプのガスエンジンを作動させる目的で使用されることを示す１つの具体例では、その生成ガスの特性は、それらのエンジンに対してそのような特性が最適なインプット特性と最も適合するように調整されるであろう。
【０１８５】
１つの具体例では、その制御システムは、様々な構成要素においての反応、そして或いは、生成物の滞留時間に関して、或いは、全プロセス上での様々なプロセスに関しての制限、或いは、実行ガイドラインが適合し、そして或いは、最も効果的である１つの与えられたプロセスを調整するために設計されているであろう。例えば、アップストリームプロセスレートは、次の１つ又は複数のダウンストリームプロセスと多分に適合するよう制御されているであろう。
【０１８６】
さらに、その制御システムは、様々な具体例において、連続的、そして或いは、リアルタイム状況で、与えられたプロセスの様々な局面を順次的、そして或いは、同時に制御するために適用される。
【０１８７】
一般に、その制御システムは、手元の環境に適応する制御システム構造の全てのタイプからなる。例えば、その制御システムは、本質的に集中型制御システム、分配型制御システム、或いは、それらの組み合わせから構成されているであろう。集中型制御システムは、様々な局所そして或いは、遠方の感知デバイスと連絡を取るよう設計されている中央制御装置と、各々が制御されたプロセスに関わる様々な特性を感知できるように設計されている応答エレメントから構成されており、その制御システムの後、直接的、或いは、間接的に影響をあたえる目的で適用されている１つ又は複数の制御可能なプロセスデバイスに応答する。中央集中型構造の利用では、殆どの演算は、中央集中型プロセッサー、或いは、複数のプロセッサーを通じて実行され、そこでは、そのプロセスの制御を実行するために必要なハードウェア、そして或いは、ソフトウェアは、同じ場所に設置されている。
【０１８８】
分配型制御システムは、一般に、２つ以上の分配制御装置から構成されており、各装置は、それぞれ、局所、そして或いは、領域の特性を監視する各感知・応答エレメントと連絡を取り合い、局所プロセス或いはサブプロセスに影響を与えるため設計された局所、領域プロセスデバイスを通じて応答する。コミュニケーション（連絡）は、多様なネットワーク・コンフィギュレーションを通じて、分配型制御装置の間でも行われ、そこでは、最初の制御装置を通して感知されたある特性が、そこで２番目の制御装置と応答の兆候を求めて連絡され、そのような、末端の応答は、その最初の制御装置で感知された特性にインパクトを与えるであろう。例えば、ダウンストリーム生成ガスの特性は、ダウンストリーム監視デバイスにより感知されるであろうし、アップストリーム制御装置によって制御される変換器と協力するある制御パラメーターを調節することにより、その特性は調節される。ある分配型構造では、制御ハードウェア、そして或いは、ソフトウェアもまた、制御装置の間で連絡を取り合い、そこでは、同じではあるがモジュール式に設計された制御スキームがまた各制御装置上で実行されているか、或いは、様々な協力的なモジュラー制御スキームがそれぞれの制御装置上で実行されるであろう。
【０１８９】
代わりに、その制御システムは、更に分割され、それぞれが、局所的、領域的、全体的な制御サブシステムと通信的にリンクされているであろう。そのような構造は、その与えられたプロセス、或いは、一連の相互関係を持つプロセスを実行させ、他の局所制御サブシステムとの最小の相互関係を持ちつつ局所的に制御される。全体マスター制御システムは、包括的な結果を求めて、必要な調整を局所プロセスに指示するために各それぞれの局所制御サブシステムと連絡を取り合うことが出来る。
【０１９０】
本発明の制御システムは、先述の構造のどれをも利用することが可能であり、或いはこの分野で一般に知られているその他の全ての構造の利用も可能であり、この事は、一般的に理解される範疇であり、又、本発明の本質でもあると認識される。例えば、本発明のコンテクストの範囲内で制御され、実行されたプロセスは、適用可能である時には、その関係するアップストリーム、或いは、ダウンストリームプロセスに対して利用される全ての中心、そして或いは、遠方の制御システムと、オプションで外的連絡を取り合いながら、ある特定の局所的環境において制御されるであろう。代わりに、その制御システムは、協力し合って領域の、そして或いは、全体のプロセスを制御する目的で設計された領域そして或いは、全体制御システムの小部分を構成している。例えば、あるモジュラー制御システムは、領域、そして或いは、全体制御に必要とされる相互モジュラー連絡を提供する一方で、制御モジュールが、相互作用しながら、あるシステムの様々な小部分を制御するように設計されているだろう。
【０１９１】
その制御システムは、一般に、１つ又は複数の中央の、ネットワークされた、そして或いは、分配型プロセッサー、様々な感知エレメントからの新しく感知された特性を受け取る１つ又は複数のインプット、そして、新しく、或いは、更新された制御パラメーターを様々な応答エレメントを連絡させる為の１つ又は複数のアウトプットから構成されている。その制御システムの１つ又は複数の演算プラットホームは、また、様々な事前決定の、或いは、再調整された制御パラメーターを貯蔵する目的の（例えば、ROM,  RAM、リムーバブルメディア、ローカルそして或いはネットワークアクセスのメディアなどの）メディアを読み取り可能な１つ又は複数の局所の、そして或いは、遠方のコンピューター、又は、設定され、或いは、選ばれたシステム、そして、プロセス特性稼動領域、システムを監視、また、制御するソフトウェア、作動データ、そしてそれらと類似した機能から構成されている。オプションとして、その演算プラットホームは、直接に、或いは様々なデータ貯蔵デバイスを通して、プロセス・シミュレーションデータ、そして或いは、システムパラメーター最適化及びモデリング手段へとアクセスを持つことが可能である。また、その演算プラットホームは、１つ又は複数のグラフィカルユーザーインターフェイスや、その制御システム（システム改新、メンテナンス、改良、最新システムモジュール、そして或いは，機器の適用など）へ管理的アクセスをするインプット周辺機能を装備しているが、同様に、外部ソース（例えば、モデム、ネットワーク接続、プリンターなど）との情報やデータと連絡する為のオプションでの様々なアウトプット周辺機能をも併せ持つ。
【０１９２】
そのプロセスシステムとサブプロセスシステム内のどれもが、ハードウェア或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせを独占的に構築できる。そのサブプロセスシステムのどれもが、例えば、P制御装置、I制御装置、PI制御装置、PD制御装置、PDI制御装置といった様に、比例（P）、積分（I）、微分（D）制御器を１つ又は複数に多様に組み合わせる事により構成することが出来る。この分野の熟練を積んだ者にとって明らかになるであろう事は、P,  I,  D制御装置の組み合わせは、ガス化システムの部分的反応プロセスに対するダイナミクスと遅延時間と、その組み合わせが制御しようと意図する稼動状況の範囲、そして、その組み合わされた制御装置のダイナミクスと遅延時間、これらが基準となるということである。また、この分野の熟練を積んだ者にとって明らかになるであろう事は、これらの組み合わせは、感知エレメントを通して、連続的にある特性の値を監視することが出来る１つのアナログ式ハードウェアに組み込まれるという形態の下に実行され、その値は、応答エレメントを通じて、観測された値と特定された値との間の違いを軽減するために十分な調整を行う個々の制御エレメントに影響を与える特定な値と比較できるという事である。さらに、この分野の熟練を積んだ者にとって明らかになるであろう事は、その組み合せは、混合されたデジタルハードウェア・ソフトウェア環境においても実行可能であるということである。付加的な任意でのサンプリング、データ収集、そして、デジタルプロセシングの関連する効果は、この分野に熟練した者にとっては良く知られている。P、I、D、の組み合わせ制御は、フィードフォワード、及びフィードバック制御スキームで実行する事が可能である。
【０１９３】
調整、或いはフィードバック時において、適切な感知エレメントを通して得られた、制御パラメーターや制御変数の値を制御は、ある特定の値或いは範囲と比較される。ある制御シグナルは、それら２つの値の間のずれにより決定され、そのずれを軽減するために制御エレメントに提供される。一般のフィードバック、或いは、反応制御システムが、さらに、適応的な  そして或いは、予知的な構成を持つために適用され、そこでは、ある与えられた状況への応答が、補正アクション過程での潜在的な過剰補正を制限する一方で、感知された特性に対しての反応応答を与えるためにモデル化された、或いは  既に監視済みの反応に従って構築できる。例えば、ある与えられたシステム設定に提供された、獲得された、そして或いは、以前に既に得られたデータは、あるシステムへの応答に対して調整するため、そして或いは、望ましいデータを提供するために監視され、調整されてきた以前の応答に対する最適な値から決められた領域の範囲内で感知されるプロセス特性への応答を調整するために協力的に利用されるであろう。そのような、適応的、そして或いは、予知的な制御スキームは、この分野では良く知られていることで、その一般的な認識領域や本発明の本質から逸脱するものではないと認識されている。
【０１９４】
制御エレメント
このコンテクストにおいて熟考される感知エレメントは、合成ガスの化学組成を分析する手段と同様に、ガス流量、温度、圧力などの作動パラメーターをそのシステム内の様々な場所で監視する手段のことを指すが、これに限られる物ではない。
【０１９５】
その感知エレメントから得られたデータは、ガス化プロセスとその生成合成ガスの組成の効率性を最適化するために、そのガス化システム内の状況や作動パラメーターに少しでも調整が必要ならば、それを決定する為に利用される。そのシステム内での様々な構成要素に含まれる温度、圧力、などの確かな作動状況に対するのと同様に、化学反応物（例えば、主原料、第２原料添加物、加熱空気のインプット、そして或いは、蒸気）に対しての継続的な調整は、このプロセスを、合成ガスの効率的で、不変な生成を可能にする状況の下で実行させる。
【０１９６】
その制御システムは、そのガス化プロセスの効率性を最適化する目的の為に設計、処理され、又、ガス化プロセスによって引き起こされた環境へ影響を軽減させることが出来る。その制御システムは、また、連続的な稼動状況の下でそのガス化システムを稼動するよう設計されている。
【０１９７】
次の作動パラメーターは、その感知エレメントにより、断続的に、或いは、連続的に監視されており、その得られたデータは、そのシステムが最適な設定値の範囲内で作動しているかどうか、そして、例えば、そのトーチからより大きなパワーを調達されるべきかどうか、或いは、より大くの空気、蒸気がそのシステムに注入されるべきかどうか、また或いは、その原料インプットは調整が必要なのかどうかなどを決定するために利用される。
【０１９８】
温度
本発明の１つの具体例において、その制御システムは、例えば、揮発、加工原料／チャー変換、或いは、ガス改質室の中で、必要に応じて、そのシステムを通して設置されている場所での温度を監視する手段を持つ。その温度を監視する手段は、そのシステム中の必要とされる場所に設置されている熱電対、或いは、最適な温度計である。
【０１９９】
高熱合成ガス生成物の温度を監視する手段は、また、プラズマガス改質室の合成ガス排出口に設置されている。１つの具体例において、プラズマガス改質プロセスが（例えば、熱交換器、或いは、類似技術により）実行されて生成された高温合成ガス内の感知可能な熱を受け取るサブシステムは、熱回復サブシステム段階での温度を監視する手段が組み入れられるであろう。例えば、その温度は、合成ガス注入口や排出口と同様に、冷却用液体の注入口や排出口において監視されるであろう。
【０２００】
システム圧力
本発明の１つの具体例では、その制御システムは、そのガス化システムを通して異たる場所にて圧力を監視する手段を備えている。これらの圧力監視手段は、圧力変換器等のような圧力センサー、圧力伝達装置、或いは、例えば、第２室の垂直壁面上、又は、熱交換サブシステム内など、そのシステム内の異たるところに設置されている圧力タップなどが含まれる。
【０２０１】
１つの具体例では、そのシステムの異なった構成部分での圧力が監視される。この方法では、圧力降下や異なる構成部分間での圧力各差は、プロセスの間に起こりうる問題を迅速に正確に把握するために監視される。
【０２０２】
ガス流量レート
本発明の１つの具体例において、その制御システムは、そのシステムを通して設置されている場所でのガス流量レートを監視する手段を構成する。ガス流量における変動は、その不均質状態の結果（例えば、トーチ機能不全、或いは、物質供給時の中断）であるといえよう。それゆえ、もしガス流量における変動が続いた場合、そのシステムは、その問題が解決されるまでシャットダウンされるであろう。
【０２０３】
ガス組成
本発明の１つの具体例では、その制御システムは、合成ガス生成物の組成を監視する手段を構成している。ガス化プロセス時に生成されたガスは、採取され、熟練された研究者にとっては良く知られた方法で分析される。
【０２０４】
１つの具体例では、その合成ガス組成は、１つのガスモニターの手段により監視されており、それは、例えば、水素、一酸化炭素、そして合成ガス中の酸化ガス含有物などの合成ガスの化学組成を決定するために利用される。１つの具体例では、その合成ガスの化学組成は、ガスクロマトグラフィー（GC）分析を通して監視される。サンプル採取ポイントは、そのシステムを通して設置されている。１つの具体例では、そのガス組成は、ガスの赤外のスペクトルを測定する、フーリエ変換赤外線（FTIR）分析器を使用して監視される。
【０２０５】
高温ガス分析手段は存在するが、ガス分析の際に使用されるシステムのタイプによっては、その組成を分析する前にガスを冷却する必要があるであろう事は、この分野に熟練した者には理解できるであろう。
【０２０６】
応答エレメント
このコンテクストで熟考される応答エレメントは、与えられた関係する制御パラメーターを調整してあるプロセスに影響を与えるよう設定されたプロセス関連のデバイスと共同で作動する様々な制御エレメントが挙げられるが、これに限ってはいない。例えば、１つ又は複数の応答エレメントを通じて、このコンテクストの範囲内で作動可能なプロセスデバイスは、以下に限ったものではないが、トーチへの能力やトーチの位置などの作動状況と同様に、主室や第２室の原料における添加物のレート、そして、空気そして或いは蒸気の供給口などが含まれる。
【０２０７】
プラズマ熱源
本ガス化システムは、１つの固形残渣調整サブシステムが使用される場合においては、ガス改質プロセスを稼動させるため、また、完璧な溶解と灰のスラグへのガラス化を確固とするために、プラズマ熱の制御可能性を利用する。
【０２０８】
１つの具体例では、その制御システムは、そのトーチの能力、或いは、プラズマ熱のその他のソースを調整するための手段を持つ。その反応のエネルギー性、そして或いは、温度を管理する為に、そのプラズマトーチ力は、改質されているガスの組成の変動、或いは、蒸気と空気のインプットレートの変動に限らず、一定の改質温度を維持するために調節されるであろう。
【０２０９】
１つの具体例では、その制御システムは、そのシステムを通して戦略的な場所に設置されている温度センサーによって決められる室の温度と同様に、主室と第２室のガス生成物がガス改質室へと導入される場所でのレートなど測定されたパラメーターと比べ、プラズマ熱ソースのパワーレートを管理して統制する。そのプラズマ熱ソースのパワーレートは、その室内での熱のロスを補償し、効率的にそのガスを合成ガスへと改質するに十分でなくてははならない。
【０２１０】
固形残渣調整サブシステムが利用される数々の具体例では、その制御システムは、オプションとして、プラズマ熱源の力、そして或いは、位置を調整する手段を持つ。例えば、溶解温度が低すぎる場合には、その制御システムは、プラズマ熱源のパワーレートを上昇させるよう指示を出し、逆に、その室の温度が高すぎる場合には、その制御システムは、プラズマ熱源のパワーレートを下降させる指示をだすだろう。
【０２１１】
１つの具体例では、そのトーチのパワーは、固形残渣添加物のレートと比例する水準（例えば、固形残渣供給レートの上昇はトーチパワーの上昇をもたらす）に維持されている。そのトーチパワーは、また、温度や特定の熱収容能力、或いは、溶解熱などの溶解系特性と関連して、その残渣の特性や組成の変化に対する反応を調整される。
【０２１２】
１つの具体例では、プラズマ熱源の位置は、溶解貯留への完全な適用、そして、不完全反応物の範囲の削除などを確実にするために調整可能である。
【０２１３】
炭素質原料添加のレート
本発明の１つの具体例では、その制御システムは、与えられた熱空気供給レートで実行される主室の乾燥、揮発の能力を超えることのない水準での原料供給レートを確実にするように炭素質原料が主室へと送られる供給レートを調節する手段を持つ。
【０２１４】
これは、加工原料／チャーが第２室へ送られる前に揮発性部分が完全に取り除かれるという事を確実とする。その原料は、回転スクリュー、或いは  オーガーメカニズムを利用することなどにより、連続的に追加されるか、又は、定期的に、又は、少しづつ分離しながら、断続的に追加していく事も可能である。
【０２１５】
１つの具体例では、第２原料が、ガス化される原料の炭素含有量を調整するためのプロセス添加物として供給される。そのような具体例では、その制御システムは、最終の合成ガス組成へ渡って制御を与えるために原料の最適な炭素含有量を確実に確保する主原料、第２原料のインプットレートを調整する手段を備える。
【０２１６】
固形物移動のレート
その制御システムはまた、ガス化プロセスの異なったステージを通して固形物の移動を制御する手段も構成している。１つの具体例では、その制御システムは、主室から加工原料／チャー生成物を第２室へ移動させるレートを調整する手段を持つ。そのような具体例では、揮発が終了した後に主室に加工原料／チャーが蓄積するのを防ぐ一方で、加工原料／チャー生成物の移行レートは、原料中の揮発性部分を完全に揮発させることを確実とするように調整される。
【０２１７】
１つの具体例では、その制御システムは、第２室での加工原料／チャーの滞留時間を制御することによって、第２室からの灰移動レートを調整する手段を持つ。
【０２１８】
その移動レートは、個々の室から不完全に揮発された、不完全な物質が運ばれるのを防ぐので、揮発、或いは、加工原料変換段階を通して意にかなう制御を確実とするために、必要に応じて調整される。
【０２１９】
その固形物は、前述の固形物除去手段のいずれかを利用して、連続的に、或いは断続的に個々の室から送られるであろう。その加工原料／チャーインプット手段が、一連のプッシャーラムを持つという１つの具体例において、その制御システムは、その移動距離、スピード、そして或いは、ラムストロークの回数を制御するために、制限スイッチ、或いは、コンピュータで制御された可変速度モータードライブなどのその他の移動制御手段を使用する。そして、それにより、各ストロークと共に各室に供給される物質の量の制御が可能となる。そのインプット手段が、１つ又は複数のスクリューコンベアーを構成するという１つの具体例において、物質の各室への添加レートは、運転モーターの可変電圧可変周波数制御を通して、そのコンベアーのスピードを調整することにより制御されるであろう。
【０２２０】
１つの具体例では、水平型主室が使われる場合には、その制御システムは、オプションとして、その主室内の１つ又は複数の横伝達ユニットの動きを制御する手段をもつが、それは、各ステージでの物質の滞留時間を制御することから乾燥及び揮発ステージを最適化するために、その室を通る物質の動きを制御することによって可能となる。
【０２２１】
加熱空気インプットの追加
本発明の１つの具体例では、その制御システムは、揮発室や第２室へ送られる加熱空気インプットのレート、そして或いは、量を調節する手段を構成する。
【０２２２】
プロセス添加インプットの追加
本発明の１つの具体例では、その制御システムは、プラズマガス改質室へ送られる蒸気、そして或いは、空気プロセス添加インプットを調節する手段を構成し、それはプラズマガス改質段階を踏んで、加工原料／チャーの揮発物質やガス質生成物が完全に利用価値のあるガス生成物へと変換されたことを確実にするという目的を持つ。本発明の１つの具体例では、その制御システムは、第２室へ送られる蒸気、そして或いは、空気プロセス添加インプットを調節する手段を持ち、それにより、炭素変換反応、及び、合成ガス生成物の化学組成を最適化するために必要なレベルの酸素と水素が存在することを確実にできる。１つの具体例では、その必要とされるプロセス添加物の量とタイプは、その合成ガスの組成を監視して、分析して得られたデータに従う。
【０２２３】
システムのモジュール化
モジュラープラントは、各機能ブロックが事前に作られたプレビルト構成から作られた施設で、その構成部分はある工場環境で作られた後、その施設現場へ組み立てのために送られる。これらの構成部分（或いはモジュール）は、全ての機器や制御装置の機能性が確認され、テストされた後に工場から発送される。モジュールは、普通、鉄鋼フレームで作られており、一般には、ガス化ブロック、ガス調整システムブロック、パワーブロックなど、様々な可能なセクションを併せて取り込んでいる。一度、現場に搬入されると、必要なのは、これらのモジュールを、単に他のモジュールと接続させ、その制御システムをプラント起動状況に準備するだけである。その設計は、現場での製造費用を軽減するので、製造時間を短縮させ、又、経済的な節約も可能となる。
【０２２４】
異なったタイプのモジュラープラント設定方法がある。より大型のモジュラープラントは、"バックボーン"配管設計を採用し、そこでは、殆どの配管が１つに束ねられており、その為、設置面積を縮小することが可能である。モジュールは、また、作動的見地からして、直立、或いは、並列に設置出来る。ここでは、似通った作業を行う機器は、その仕事量を分割して、絶え間なく加工物をその生成のストリームに加える。
【０２２５】
この技術におけるモジュラー設計の１つのアプリケーションは、原料が複数のガス化では、より多くのオプションンが可能となる。この技術は、マルチ型ガス化ラインを単一の高性能施設で利用できるようにする。これは、各ガス化システムの共通加工原料を１つにしたり、或いは、分離したりすることにより、その設定をその原料に従って最適化することが可能である。
【０２２６】
もし、仕事量増大の為に、拡張が必要な場合は、モジュラー設計では、新たに次のプラントを製造するのではなく、この技術をそのプラントに代替したり、付け加えたりして、容量を引き上げることが出来る。モジュールとモジュラープラントは、それらが迅速に新しい場所に統合できる場所にあれば、他の場所に移転することができる。
【０２２７】
機能ブロック・コンビネーション
異なったガス化のトレイン（一連の機器）の機能を結合させることが可能なので、一般の機能は、ガス、或いは、２つ以上の流れからの物質を取り込む機能ブロックで実行することが出来る。次の図は、炭素質原料ガス化に適用されるこの概念を説明する。
【０２２８】
トレイン間で結合された機能の設定は、トレインの数や、又は、（たとえ、１つのトレインが１つに統合された原料を持っていたとしても）トレインに対する原料の数に限らず実行可能であるが、次の具体例では、２つのトレインで示される。一度、１つのストリームが統合されると、そのまま平行処理機器ダウンストリームを選択するものもあるかもしれない。つまり、同じガスを取り扱っていても、平行ストリームは同じサイズである必要はない。
【０２２９】
図18から21において、ガス質調整サブシステム（GQCS）は、前述のガス調整システムを指し、その番号は次のシステムを説明する物である；１）主室、２）第２室、３）溶解室、４）ガス改質室。
【０２３０】
図18から21は、本ガス化システムの異なった具体例を説明し、この発明の範疇に属する。特に、図18から21は、個別の主原料と第二原料インプットがそれぞれ運ばれて、最終的に合成ガス生成物に成るまでを示すガス化システムの具体例を記述している。
【０２３１】
図18で示される具体例は、主原料と第２原料がそれぞれ異なった室で揮発され、それぞれの主室からの生成加工原料／チャーは、共有の第２室で結合される事を示す１つの具体例である。それぞれの主室から出た第１室でのガス生成物と、その第２室からの第２室ガス生成物は、共通のガス改質室で結合される。
【０２３２】
図19で示される具体例は、主原料と第２原料がそれぞれ個別の室内で揮発され、各主室からの生成加工原料／チャーは、１つの個別の固形残渣調整室へと送られることを示す１つの具体例である。その第１室でのガス生成物と加工原料／チャー室からの第２室ガス生成物は、共通のガス改質室で結合される。
【０２３３】
図20で示される具体例は、主原料と第２原料がそれぞれ個別の室内で揮発され、それぞれの主室からの生成加工原料／チャーは、それぞれの第２室へと送られる。それぞれの主原料及び第２原料ガス化ストリームから出た第１室ガス生成物と第２室ガス生成物は、個別のガス改質室で改質される。
【０２３４】
図21で示される具体例は、主原料ガス化ストリームと第２原料ガス化ストリームは、揮発、加工原料／チャーガス化、固形残渣調整、そして、改質段階を個別に通過するということを示す具体例であり、ここでは、合成ガスは、ガス質調整段階の前でついに結合される。
【０２３５】
本発明の以上の具体例は、代表的なものであり、様々な方法に変更することが可能である。そのような、現在または今後の変更は、この発明の本質や範疇から逸脱すると捉えられるべきではない。そして、この分野での熟練者にとって明らかである全ての改良は次の記述に含まれると意図される。
【０２３６】
出版された特許申請を含み、全ての特許、出版物、この明細事項に言及されたデータベース登録の発表は、それぞれ個々の特許、出版、データベース登録が、明確に、また、個別に、レファランスにより具体化され示されていると考えるのを当然のこととする。
【０２３７】
例１：
この例は、前述の方法やシステムを利用して製造が可能なガス化施設を、１つの図解的具体例を持って説明することを意図していると理解できるであろう。その例は、この発明の範囲に対していかなる方法においても制限を与えることを意図するものではない。
【０２３８】
この例において、図２２から６１までの参照を通して、様々なオプションを含めて、ガス化施設の１つの具体例の詳細が提供されている。この例は、その施設の個々のサブシステムの詳細を示しており、また、それらが、都市固形廃棄物（MSW）を電気へ変換するために機能する１つの統合システムとして、いかに共同して稼動するかを説明するものである。しかしながら、この分野の熟練者によれば、個々のサブシステム自体が、それぞれ１つのシステムであると認識されることが出来る。この具体例を構成するサブシステムは：イ）都市固形廃棄物処理システム、ロ）プラスチック処理システム、  ハ）ガス化システム、ニ）２ゾーン炭素変換装置、ホ）ガス改質システム、へ）熱リサイクリングシステム、ト）ガス調整システム、チ）ガス均質システム、そして、リ）制御システム、などがある。
【０２３９】
図２２は、発電のために、ガスエンジン9260内で、組成変換され、調整され、均質化された合成ガスを使用することにより、都市固形廃棄物を合成ガスに変換することを主要目的として設計された全システム120の概要をファンクションブロックダイアグラムで示したものである。
【０２４０】
都市固形廃棄物（MSW）処理システム
初期都市固形廃棄物処理システム9200は以下の事を考慮して設計されている：
（a）４日間の供給に対応する貯蔵能力、（b）都市固形廃棄物の長期保持と過剰分解の回避、（c）埃の吹き回しの回避、（d）悪臭の制御、（e）ごみトラックの積み下ろしのためのアクセスとターンのスペース、（f）都市固形廃棄物の貯蔵備蓄9202からその都市固形廃棄物の寸断システム9220へ、都市固形廃棄物を、積み込み機9218で移動させる為に必要となる運転距離とターンの量の最小化、（g）積み込み機9218とごみトラックとの間での操作時での衝突の回避、（h）プラント拡張を可能にする追加ガス化ストリームの可能性、（i）施設内、特に有害エリアでの、トラックによる侵入頻度の最少化、（j）最少人員での安全稼動、（k）積み込み機の運転者へのコンベヤーインプットホッパー9221での補充レベルの標識、（l）受け取った状態での廃棄物を加工に適した小片への寸断、そして  （m）都市固形廃棄物のプロセッサーへの流量レートの遠隔制御能力とプラスチック供給レート（下記の通り）独立制御。
【０２４１】
その都市固形廃棄物処理システム9200は、都市固形廃棄物貯蔵建物9210、積み込み機9218、都市固形廃棄物の寸断システム9220、磁気分離機9230、そして、供給コンベヤー9240、から成る。分離システム9250は、また、貯蔵、寸断、備蓄そして高炭素質物質（この例ではリサイクル不可能なプラスチック）の供給、ガス化プロセスで添加物として利用される物質の供給速度などを考え設計されている。ガス化システム120へ投入されるまでの全ての都市固形廃棄物の貯蔵および処理は、埃や悪臭を収容するために、都市固形廃棄物貯蔵建物9210内に閉じ込められる。
【０２４２】
先入れ先出し（FIFO）寸断アプローチは、都市固形廃棄物の過剰分解を最小限にするために使われる。先入れ先出しは、都市固形廃棄物貯蔵建物9210の両端にトラックと積み込み機9218アクセスを確保することから可能となる。トラックから都市固形廃棄物が都市固形廃棄物貯蔵建物9210の片端で積み下ろされる一方で、その建物の反対の端では、積み込み機9218がその物質を移動させるので、その積み込み機9218はトラックに妨害されること無く安全に運転することが可能となる。その積み込み機9218が、都市固形廃棄物の貯蔵備蓄9202のおおよそ中間地点9203（例えば、"古い"物質が全て使われた状態）までその物質を取り除いた時に、その運転は都市固形廃棄物貯蔵建物9210逆の端に変更される。
【０２４３】
都市固形廃棄物貯蔵建物9210を最小化するために、ごみトラックを操るスペースは、都市固形廃棄物貯蔵建物9210の外となる。これはまた、トラックは後向きで真っ直ぐ入る事しか出来ないので、埃や悪臭が外へ拡がるのを最大に制御する状況を提供し、そのため必要とされるドア9212のサイズを最小化できる。常時、開ける必要のあるドア9212は１つのみであり、そして、トラックが積み下ろしをする時だけである。
【０２４４】
都市固形廃棄物の受け入れは、通常、１日で決まった時間帯だけ行われるので、ドア9212が開けられるのは１日のうち約１時間位だけであろう。
【０２４５】
図２３は、都市固形廃棄物貯蔵建物9210のレイアウトを示している。その都市固形廃棄物貯蔵建物9210は、積み込み機9218が都市固形廃棄物の寸断システム9220へ続く供給コンベアー9222へ近づく為に運転する場所となる通路9216から都市固形廃棄物の貯蔵備蓄9202を分離させるためのバンカー壁9214を備えている。そのバンカー壁9214は、積み込み機9218が、都市固形廃棄物貯蔵建物9210を離れることなく、貯蔵備蓄9202から供給コンベアー9222へ移動することを可能とするために、都市固形廃棄物貯蔵建物9210の端の途中で止まっている。その為、都市固形廃棄物貯蔵建物9210の端にあるドア9212は、常時閉まっているが、その一方で、その片方のドアはトラックが積荷を降ろす時と、物質を貯蓄備蓄から寸断システムへ移動させるための積み込み機（下に記述される）が、プラスチックを動かす為に外へ出る時だけは開く。
【０２４６】
都市固形廃棄物貯蔵建物9210が道9204と隣接していて、それに平行に建てられており、また、都市固形廃棄物貯蔵建物9210の両側の端でトラックが稼動することが可能であることによって、その施設内での必要なスペースとトラック移動の両方が低減される。そのスペースレイアウト設計は、トラックがその施設に入り、都市固形廃棄物貯蔵建物9210へは、後ろ向きで入り、積荷を降ろし、そのまま直接来た道9204へ戻ることを可能としている。それらが、加工機器や従業員のどの場所にも一時も近づくことはない。その入り口２つのコンセプトは、施設内にもう１つの車道を作る必要を回避したので、都市固形廃棄物貯蔵建物9210の両側の端からトラックがアクセスすることを可能とした。
【０２４７】
機械的で、バケットベースの積み込み機9218は、物質を貯蔵蓄積から寸断システムまで移動させるのに利用される。スキッドシアー積荷機設計が、そのコンパクトさ、機動性の良さ、運転のし易さ、などの理由で使われている。標準で市販されているスキッドシアーは、都市固形廃棄物の供給、トラックが積荷を降ろした後の貯蔵備蓄フロアの清掃、そして、廃棄プラスチックシステム寸断機や加工供給などには十分な能力がある。
【０２４８】
インプットコンベアー9222は、都市固形廃棄物を、都市固形廃棄物貯蔵建物9210の中から上方へ運び、都市固形廃棄物の寸断システム9220へとそれを落とす。インプットこのコンベアー9222のための供給ホッパー9221は、完全に都市固形廃棄物貯蔵建物9210の中に設置されおり、その為、埃が外へと飛ばされるのを防ぐことが出来る。そのインプットコンベアー9222は、供給ホッパー9221の能力と統合して、十分な物質を１時間の稼動時間保持する深い桶を持つ。都市固形廃棄物貯蔵建物9210の外にあるその桶の一部は、埃や悪臭が逃げ出さないようにカバーが掛けてある。そのインプットコンベアー9222は、プロセスの要求に合うようにプロセス制御者が遠方から制御している。幾つかの鏡が設置されているので、積み込み機の運転者が、どちらかの側からでも、そのホッパー9221の中の都市固形廃棄物のレベルを確認するのを可能にする。その桶の中に設置されている探知機が、物質が欠如している事をプロセス制御者に警告する。
【０２４９】
都市固形廃棄物の寸断システム9220は、インプットホッパー9223、寸断機9224とピックコンベヤーから成り、磁石式ピックアップコンベヤーがそれに追随している。その寸断機9224は、受けとった状態での都市固形廃棄物を、袋を破いたり、大型の廃棄物はカットして加工できるサイズに細かくしたりして、加工するのに適した状態にするのを確実にする。その受け取った状態の都市固形廃棄物が、大きすぎたり、固すぎたりする事により、その寸断機9224では処理できなくて、それが、寸断機を詰まらせてしまった時には、その寸断機9224は、その詰まりが感知された時点で停止し、自動的に逆進して、その詰まりを取りいた後、再起動するように設定されている。もしそれでも詰まりが探知された場合には、その寸断機9224は完全に停止して、制御者に警告シグナルを送る。
【０２５０】
その寸断された廃棄物は、ベルトコンベアーに投下され磁石式ピックアップシステムへと送られ、その廃棄物を主室2200へと供給するスクリューコンベアー9240の供給ホッパー9239の中へ投下される。主室2200を通って過剰量の鉄金属が不慮に供給されるのを回避するために、寸断された廃棄物の中に存在するかも知れない鉄金属を引き寄せる磁石式ピックアップシステム9230がピックコンベアーの上に設置されている。その磁石と廃棄物との間で、非磁石式のベルトがそのピックコンベアーの方向を越えて稼動しているので、磁石で引き付けられた鉄金属を廃棄物の流れの側面から取り除く。その鉄金属は、後にその磁石から取り除かれ、廃棄の為の山に投棄される。
【０２５１】
都市固形廃棄物供給システムは、寸断された廃棄物を、都市固形廃棄物寸断システム9220から、その室2202へとを移動させるための、１つの供給ホッパー9239とスクリューコンベアー9240から成る。寸断された廃棄物は、都市固形廃棄物の寸断システム9220から供給ホッパー9239へと投下され、そこでは、プロセッサーに供給される予定の緩衝用の物質を提供する。そのホッパーは、寸断システムからそのホッパーへの流量を制御するために使われる高所または低所レベルの表示器を備えている。そのコンベヤー9240は、プロセスの要求に応じて廃棄物供給速度を合わせるプロセス制御装置の制御下にある。統合供給ホッパー9239と共の、スクリューコンベアー9240の使用は、また、その制御装置に対するガスシーリングを提供する。その供給ホッパー9239は、埃や悪臭を制御するために、カバーで覆われた都市固形廃棄物の寸断システムと接続されている。そのスクリューコンベアー9240は、寸断されたプラスチックを受け入れるもう１つの入り口を持つ。
【０２５２】
プラスチック処理システム
このガス化システム120は、プロセス添加物としてのプラスチックの添加を行う。そのプラスチックは、主室2200へ供給される前に都市固形廃棄物とは分離されて処理される。プラスチック処理システム9250は、受け取った状態でのプラスチックのベイルを貯蔵して、裁断して、貯蔵備蓄9254へ据えるよう設計されており、そのプラスチックは、個別の制御の下でプロセッサーへと供給される。プラスチック処理システム9250は、プラスチック貯蔵建物9255の貯蔵施設、インプットホッパー9251付きの寸断機9252、片付け用コンベアー9253、そして、貯蔵備蓄9254から構成されており、これら全てが、埃を制御するための共有建物9255内に装備されている。供給コンベアー9240が、その寸断されたプラスチックをプロセッサーの中に移動させる。
【０２５３】
そのプラスチック貯蔵建物9255はトラック２台分のプラスチックを貯蔵する収容能力を持つ。その３つの側面は閉められており、１つの側だけが開く。それにより、物資の格納にベイルを積み重ねたり、取り除いたりするためのアクセスを提供できる。その建物は、寸断機9252の保護、埃の制御、また、寸断された物質の保護をする。
【０２５４】
その寸断機は、そのプラスチック素材がプロセスの必要基準に合うように稼動する。受け取った状態でのプラスチックが、積み込み機でその寸断機9252の供給ホッパー9251へと供給される。その寸断された素材は、片付け用コンベアー9253の上に落とされ、上方へ運搬され、貯蔵蓄積9254へと投下される。
【０２５５】
その寸断されたプラスチックは、積み込み機により持ち上げられて、供給コンベアーの供給ホッパーの中に投下される。そのコンベヤーが外部にあるので、そのホッパーは、そこに詰め込まれている間、プラスチックが飛び出すのを最小限にするための、統合された屋根と上方に延長された壁を備えている。そのコンベアー桶は、都市固形廃棄物コンベアーの桶に対して封止されているので、そのプラスチックが、都市固形廃棄物供給コンベアーを通して、主室2200へ導入される際に、その主室2200内での隙間を低減することが可能である。そのコンベアーは、ホッパーを持つスクリューコンベアーであり、物資が保持される際にガスシーリングを提供する為に封止されている。探知機が積み込み機の中に設置されており、高所、低所レベルに注意を向け、又、スキッドシアー操作者が詰め込みレベルを監視するための１つの鏡が備え付けられている。そのコンベアーの運行はプロセス制御者の制御下にある。
【０２５６】
変換機
変換機は1200は、主室2200、第２室、そして、ガス改質システム（GRS）3200から構成されている。その第２室は、スラグ室（RCC）へ直結している。その都市固形廃棄物とプラスチックは、主室2200へと供給され、その生じたガスは、ガス改質システム（GRS）3200へと送られ改質される。第２室からの全ての残渣が、スラグ室4200へ送られる。
【０２５７】
その主室2200は、以下の必要事項を考慮して設計されている；（a）廃棄物の主要加工に対して封止され、断熱されたスペース、（b）主室2200を通して制御され分配された方法での高温空気と蒸気の導入、（c）主室2200を通しての廃棄物蓄積の高さとその動きに対しての可能な制御、（d）ガス化プロセスを制御するための手段の提供、（e）ガスのガス改質システム3200への移動、（f）第２室による更なる加工のための残渣除去、そして（f）検査とメンテナンスのための内部へのアクセスの供給。
【０２５８】
図２６から２９で、主室2200は、原料供給口2204を持つ、水平に配置され耐火材に覆われた室2202、その室の加熱用の加熱空気の複数の入力口、プロセス添加物として使われる蒸気の供給口、GRSに直結したガス排出口2206、チャー排出口2208、様々な供給ポート2220、アクセスポート2222などから成る。その主室2202は、複数の段2212，2214，2216がある階段状の床を持つ鉄鋼溶接物として作られている。キャリアーラム2228、2230、2232から成るシステムが、主室2200を通過する物質の横向きの運動を促す。熱電対、物質高度検知機、圧力センサー、そしてビューポートなどの機器の取り付けもできるようになっている。
【０２５９】
内側を耐熱性物質で覆われた室2202は、高温、腐食ガスからそれ自体を保護し、また、加工からの不必要な熱ロスを最小限にする。図30を参照すると、その耐熱性構造は、内側を高密度のクロミア層2402で、中間は高密度アルミニウム層2404、そして外側は非常に低い密度のインサルボード2406を使ったマルチレイヤーに設計されている。その耐熱性物質はその室を鋼鉄の外板2408を覆う。その室2402はさらに、腐食ガスから保護する為に薄膜で覆われている。
【０２６０】
室2402のステップ床の各々のステップ2212，2214，2216は、加熱空気が通り抜ける孔口床を持つ。その空気穴のサイズは、それにある制限が加えられることにより廃棄物がその穴を通って侵入しないように、その穴部分には十分な圧力を加えるという事を念頭に選択される。その孔は、細かいチリがその孔を塞いでしまうのを防ぐために、穴は上面に向かって外へ先細りしている。
【０２６１】
３つのステップでの個々の状況は、異なった度合いの乾燥、揮発、炭素変換に対して設計されている。原料は主室2202に導入されて、原料供給口2204を通って第１ステージへと向かう。このステージの目標範囲（物質の塊の底部分で測定される）は、300℃から900℃で設計してある。ステージ２では、底部温度範囲が、400℃から950℃で設計してある。ステージ３では、600℃から1000℃で設計してある。
【０２６２】
ステップ床のその３つのステップ2212、2214、2216は、主室を３つの加工ステージのに分割しており、それぞれが個別に独自の空気供給メカニズムを持っている。その独自性は、各ステージで孔口床2270を形成する分離された空気ボックス2272、2274、2276を利用することにより達成される。主室2202内の物質の運動のために利用されるキャリアーラム2228、2230、2232のシステムは、下のステップ１と２、2212と2214、からのアクセスを妨げる。それゆえ、これらのステージのために、その空気ボックス2272、2274は、横側から挿入されている。しかし、ステージ３の空気ボックス2276は、図27と28で示されるように底部から挿入されている。
【０２６３】
この設計での空気ボックス2272、2274、2276の孔口トップ板2302は、図31と32で示されるように、折れ曲がったり、ねじれたりするのを防ぐための補強リブ、そして、構造的補強部材2304を基盤に持つ比較的薄いシートである。それらボックスの平らな表面と底の両シートへの圧迫を最小限にする為に、孔口のあるウェブが両シートの間に取り付けられている。それらのボックス内での熱拡張に耐えるために、それらは、１つの端だけ装着されており、残りの３つの端で自由に拡張することができる。
【０２６４】
図31で示されるように、ステップ１と２の空気ボックス2272、2274の固定されたヘリは、インプット空気パイプ2278の接続ポイントでもある。その為、接続フランジ2280は高温状態にあり、主室2200の低温壁に対して遮断されてなくてはならない。図31で示されるように、いかなる圧迫も起こさず、複雑な拡張ジョイントを使用することなくこれを実現するためにシュラウドが使用される。その高温空気ボックス2272とパイプ2278は、シュラウド2282の１つのヘリと接続されており、シュラウド2282と、もう１つのヘリは低温の主室2200と接続されている。温度勾配がそのシュラウド2282全体を越えて生じる時、どちらの接続部にもほとんど、或いは全くの圧迫がないはずである。この方法の他の利点は、その空気ボックスを、圧迫を引き起こすことなく必要な場所にしっかりと設置することが出来ることである。そのシュラウド2282と空気ボックスの内部ダクトとの空間は、熱を逃がさないように絶縁材で塞がれており、確実にそのシュラウドを越えて温度勾配が生じないようにする。その空気ボックスが、主室2202内でその作動場所にある時には、空気接続部と反対側のトップ板が、耐熱性の棚の上に置かれるために、その空気ボックスを越えて拡張される。これは、作動時にその空気ボックスへのサポートを提供することなり、同時に、物質がその空気ボックスの下へと落下するのを防ぐための１つの封止の役目をする。図33で示されるように、それはまた、空気ボックスが拡張できる自由運動を可能とする。
【０２６５】
空気ボックスのダウンストリームエッジもまた、同じように取り扱われる。空気ボックスのアップストリームエッジでは、キャリアーラムと空気ボックス2302のトップ板との間を弾力シートシーリング2306で塞がれている。
【０２６６】
その空気ボックスは、１つの水平フランジを使って、高温空気供給パイプと接続されている。それゆえ、空気ボックスを取り外す際には、１つのフランジを取り外すだけで良い。
【０２６７】
第３ステージの空気ボックス2276は、底部から挿入されており、また、封止、そしてそのボックスを主室2200へ設置する為に、シュラウド概念を利用している。
【０２６８】
第３ステージの空気ボックス2276のエッジの周りに埃が落ちるのを防ぐための封止は、第２ステージ2214のエッジ部分の耐熱性の棚の下に、それを設置することにより成し遂げられる。その両側面は、耐熱物の側にある下の窪んだ部分から突き出ている柔軟性のある封止材で塞ぐことが出来る。これらの封止はそのボックスの上面に据えられており、その壁面とボックスの間を塞いでいる。空気ボックスのダウンストリームのエッジは、柔軟性のある封止材によって抽出器の桶の側面に対して、防塵の目的で塞がれている。そのボックスは、その空気ボックスの平らな両面の間に補強材と孔口ウェブで強化されているので、そのボックスの為に薄いシートメタルを使用することが出来る。
【０２６９】
高温空気パイプ接続は、垂直に取り付けられるので、そのパイプ接続が取り外された後に、第３ステージの空気ボックス2276を取り除くことが可能である。
【０２７０】
図37では、キャリアーラム2228、2230、2232のシステムの一連が、３つのステージ2212、2214、2216のそれぞれにおいて適切な加工が行われるために都市固形廃棄物が主室2200を通して横方向に移動し、またその残った残渣が残渣排出口2208へと移動することを確実とするために使用される。３段のフロアそれぞれについて専用のラムが対応している。そのキャリアーラムは、主室内の全滞留時間に加え各ステージでの蓄積物の高さも制御する。各キャリアーラムは、その段階の全行程或いはその一部を、可変速度で稼動することが可能である。その為、必要であれば、そのステージを完全に一掃することも可能である。
【０２７１】
それぞれのキャリアーラムは、外部に取り付けられたガイド部分、オプションとしてのガイド部分関与部材を持つキャリアーラム、外部に取り付けたれた運転システムと制御システムなどから構成される。そのキャリアーラム設計は、マルチフィンガーを適用しており、空気ボックスの空気穴のパターンは、その空気穴を通して空気が逃げることが原因でキャリアーラムの作動を妨げる事のないように配列させることが出来る。
【０２７２】
マルチフィンガーキャリアーラム設計において、そのキャリアーラムは、フィンガーがそのキャリアーラムの胴体に取り付けられていて、個々のフィンガーは場所によって異なる幅で取り付けられるという構造を持つ。マルチフィンガーキャリアー設計において、その各フィンガーの間の隙間の幅は、反応物質の微粒子で隙間を埋められてしまうのを防ぐように選択される。各個別フィンガーは、約２インチから約３インチの幅と、約０．５から約１インチの厚さがあり、各フィンガー間の隙間は約０．５インチから約２インチ位の幅である。
【０２７３】
空気ボックスの空気穴のパターンは、キャリアーラムの稼動が、空気がその空気穴を通って通過することで妨害されることの無いように配列される。例えば、その空気穴のパターンは、加熱されたときに、そのフィンガーの間（隙間の中）にあり、お互いを相殺する矢印のパターンであることが出来る。或いは、その空気穴のパターンは、たとえ、空気の分配が最大であっても（例えば、空気供給が全くないフロア部分が最小化されている状況）、塞がれている空気穴と全くそうでないものが一緒になったハイブリッドパターンである事も可能である。空気穴のパターンを選択する際に考慮されるべき要素は、床を流動的にする程の速力を避ける事、耐熱物に沿って空気が流れるのを防ぐ為に空気穴を室壁に近づけすぎるのを避ける事、そして、受け入れられる動力学に従って、穴どうしの隙間は、大よその名目的供給物のサイズ（２インチ）を確実に超えないようにする、などが含まれる。
【０２７４】
マルチフィンガーキャリアーラムは、独立した、柔軟性を持ったビルトイン構造なので、各フィンガーの先端は、空気ボックスの表面にある起伏によりぴったりと順応することが出来る。この順応性は、フィンガーが圧迫されないように、そのフィンガーをショルダーボルトを使ってキャリアーラム主要キャリッジに取り付けられている事から可能となる。この概念はまた、フィンガーの取替えも容易にする。
【０２７５】
キャリアーラムフィンガーの端は、下方へ曲げられているので、そのキャリアーラムと空気ボックスの相対的位置が変更された時（例えば拡張時）に、その先端は必ず空気の上流部と接触する。この特徴は、空気穴がキャリアーラムによって覆われてしまうことによる、加工での不利益な影響を軽減するので、その空気は、キャリアーラムと空気ボックスの間の隙間を通って流れ続けるであろう。
【０２７６】
図33を参照すると、そのガイド部分は、骨組みに取り付けられた一対の、一般には水平で、平行な、そして長く伸びた線路2240である。各々の線路は、はっきりとしたL字型の断面を持つ。その移動エレメントは、キャリアーラム本体2326、そして、１つ又は複数の長く伸びた、室壁の密封可能な開口部を調和しながらスライドできるサイズの正長方形のキャリアーラムフィンガー2328から構成される。
【０２７７】
キャリアラムフィンガーは、高温での使用に適する素材で組み立てられている。そのような素材は、この分野の熟練した者には良く知られているが、ステンレス、部分的、或いは、完全に耐熱化された軟鋼などを含む。オプションとして、特定の独立キャリアーラムフィンガー、或いは、全てのキャリアーラムフィンガーが、部分的に、或いは全体的に耐熱性素材で覆われている。オプションとして、室2202の外からキャリアーラムフィンガーの内側に液体（空気或いは水）を循環させることにより、冷却をキャリアーラムフィンガーの内側に提供することが出来る。
【０２７８】
そのキャリアーラムフィンガーは、主室2200へ制御されない空気が侵入するのを避けるために室壁を封止するように稼動するが、さもなくば、加工に障害をもたらすか、爆発性のガス気を作り出すかもしれない。有害な毒素や可燃性ガスを主室2202から流出するのを防ぐこと、そして、埃の過剰流出を防ぐことは必要である。ガスが外気に流出するのは、密封されたボックス内でのキャリアーガスメカニズムを取り込むことにより防ぐことが出来る。そのボックスは、窒素浄化設備を持ち、ボックス内で爆発性のガス混合物が形成されるのを防ぐ。図34が示すように、キャリアーラムの各フィンガーのその表面を互いに押し合う１つの柔軟製のあるストリップ2308を利用することにより、埃封止そして、制限ガス封止が、フィンガーラムの各フィンガーに供給されている。或いはまた、封止は、各フィンガーにガスと埃封止を提供するパッキングランド封止でもある。
【０２７９】
この封止の設計は、キャリアーラムの垂直、横向きの移動を許容する一方で、各キャリアーラムに対して優良なガス、埃封止を提供する。フィンガーの両側の封止は、大きな挑戦であった。なぜなら、キャリアーラムとそのキャリアーラムの上下表面の封止と緊密に接触を続ける一方で、その封止は、そのキャリアーラムの垂直、横向きの動きに順応しなくてはならないからである。埃の漏出は、その封止ボックスの窓を使って監視でき、そして、埃が過剰に集積された際には、埃除去設備が提供される。この除去は、図35で示されるように、キャリアーラムボックスの封止の無欠性を破ることなく成し遂げられる。
【０２８０】
図35を参照すると、その埃除去設備2310は、埃缶2332用のシャッター2316と装着場所2318を装備した埃排出口2314を持つ１つの金属トレイ2312、そして、手動でのチェーン2320作動の埃プッシャー2322から構成されている。その操作ハンドル2324が使用される場合は、埃は、そのプッシャー2322により、埃排出口2314へ押し出される。
【０２８１】
図36を参照すると、キャリアーラム2228、2230、2232の動力は、１つのギアボックスと、ローラーチェーンシステムを通してそのキャリアーラムを動かす電機モーターから提供されている。単純に、キャリアーラムをそのトラックに沿って進ませる動力は、外側に取り付けられた電気変速モーター2256によって供給されており、それはそのモーターアウトプットシャフト2258を前方方向、後方方向へ自由自在に動かせるので、制御された速度で、そのキャリアーラムの伸縮を可能にする。位置センサー2269が、そのキャリアーラムの位置情報をその制御システムに送信する。オプションとして、そのモーターは、さらに１つのギアポックスを装備しているかもしれない。２つのスプロケット歯車2260モーターアウトプットシャフトに取り付けられている。その運転スプロケット2260とそれに付随運転するスプロケット2262は、長く伸びた長方形のブロック2244へと続く肘金具2268によって固定されているチェーン部分2266と稼動的にかみ合っている１つの回転軸2264に取り付けられている。
【０２８２】
そのモーターは、始動及び停止場所、作動速度と作動頻度に命令を出すことのできる総合システム制御手段により制御されている。各キャリアーラムは、個別に制御される事ができる。回転チェーンは、その高い強度と過酷な稼動環境への耐久性から、この方式に利用される。１つのキャリアーラムに対する２つのチェーン使用は、正確な誘導の必要なしに、そのキャリアーラムを角度を持って真っ直ぐ並べることを維持する手段を提供する。キャリアーラム上の物質が、キャリアーラムが引っ込んだ時に後ろへ引き寄せられる傾向がある。それは、以下のように最下位のキャリアーラム2232が先ず最初に拡がる状況からの反復運動を考慮して対処することができる。中間のキャリアラム2230が次に拡げられ、最下位のキャリアーラムの上にその物質を押し出して、そのキャリアーラムの動作で出来た空間を埋める；その最下位のキャリアーラム2232はそれで引き込められ；今度は最上位のキャリアーラム2228が拡げられ中間位のキャリアーラム2230の後ろの空間を埋める；  中間位のキャリアーラム2230は、そこで引っ込められる；  新しい物質が供給ポートから落とし出されて最上位のキャリアラム2228のどこかの空間を埋め、そして、その最上位のキャリアラム2228は引っ込められる。このような作動の全てが、システム作業データに対応して、そのシステム制御手段によって自動的に、また、独立的に制御される。
【０２８３】
図36と37を参照すると、以下で要約されるように、ジグザグ配置のキャリアーラム反復制御方式が、そのキャリアーラムの作動を助成するために実行された。
−キャリアーラムC2232が決められた距離（調整可能な設定点で）を移動してステップC2216の始動点で空間を作り出す。
−キャリアーラムB2230が、C2232が起動距離（起動距離は調整可能な距離である）を通過するや否やそれに続き作動し、物質を押し／運び、直ちにステップC2230の始動点の空間を埋める。フィードバック制御は、レベルスイッチC2217をブロックする為に必要な限り、或いは、もし既にブロックされていたら最小限の設定点距離まで、また、もしもまだブロックされていなかった場合は、最大の設定点距離まで反復運動することを指す。同時にキャリアーラムB2230がステップC2216の始動点での空間を埋める時に、ステップB2230の始動点で空間を作り出しているという事である。
−キャリアーラムA2228は、キャリアーラムB2228が起動距離を通過するとすぐ作動する。キャリアーラムA2228は、物質を押し／運び、直ちにステップB2214の始動点でその空間を埋める。フィードバック制御は、レベルスイッチB2215をブロックする為に必要な限り、或いは、もし既にブロックされていたら最小限の設定点距離まで、また、もしもまだブロックされていなかった場合は、最大の設定点距離まで反復運動することである。キャリアーラムA2228が、ステップB2214で、その空間を埋めている時と同時に、ステップA2212の始動点に空間をまた作り出している。これは、典型的に、レベルスイッチA2213が再びブロックされるまで、その供給器を作動させ、主室2200を満たし続ける。
【０２８４】
全てのキャリアーラムは、同時に元の場所へ戻る。
【０２８５】
アクセスは、一方の端のマンホールを使って主室2200へ供給される。作動中には、封止可能な耐熱性カバーで覆われている。さらなるアクセスが、第３ステージの空気ボックス2276を取り外すことで可能となる。
【０２８６】
このステージの後に残っているチャーは、主室2200から除去されなくてはならず、それは、第２室へ送られる。その物質が加工されて、主室で移動する時に、その蓄積から発生した熱は、溶解を引き起こし、固形物の集積を引き起こすであろう。固形物の集積は、ドロップポート型の出口で詰まっているのが見られるだろう。いかなる集積も主室2200出口で詰まることのないようにする為に、スクリューコンベヤー2209が、主室2200からのチャーを抽出するために使われる。
【０２８７】
キャリアーラム運動は、チャーを抽出スクリュー2209へ押し込み、それは、主室2202から取り出してコンベヤーシステムへ供給する。抽出スクリュー2209の回転は、チャーがコンベヤーシステムに送られる前に、集積を粉々に破壊する。その破壊動作は、抽出スクリューの羽のヘリにギザギザを付けることにより増進される。
【０２８８】
プロセス制御を実行するために、主室2202内での様々なパラメーターを監視する必要がある。例えば、温度は各ステージを通して異なった場所で、また、異なった高さで監視されるべきである。これは、熱電対によって達成されるが、作動中に取替えが必要になる傾向がある。そのプロセスがシャットダウンされることなく成し遂げられる為に、各熱電対は、容器殻に対して封止された、１つの封止エンドチューブを通して主室2202へ挿入される。この設計は、柔軟性のあるワイヤー熱電体の使用を可能とさせ、これは、封止チューブよりも長い状態で入手でき、熱電対の接合部（温度感知部分）が、封止チューブの先に対して押されるので正確で迅速な温度変化を感知することが確実に可能となる。その封止チューブは、主室2202に対して封止されており、機械的には、コンプレッショングランドの手段を利用して設置されているので、主室2202内で突出調整を適用することも可能である。都市固形廃棄物集積中の温度測定のために、その封止チューブは、その集積の移動が必要な場合には、その残った部分の中に放置されるかもしれない。そのような問題を避けるためには、その封止チューブのふちに転向装置を取り付け、都市固形廃棄物の集積がその熱電対チューブでブロックされるのを防ぐことが必要である。
【０２８９】
主室からの残渣は、ゾーン間領域112、上部炭素変換ゾーン111、そして、下部スラグ溶解ゾーン113に分離する、２ゾーン型炭素変換装置110へと送られる。その炭素変換ゾーン111は、温度が約950℃から約1000℃に維持されており、スラグ溶解ゾーンは温度が約1350℃から約1800℃に維持されている。
【０２９０】
図38から41で説明されている具体例を参照すると、その２ゾーン型炭素変換装置  110は、内側を耐熱性素材で覆われている垂直型の室（115）で、チャー供給口120、ガス排出口125、スラグ排出口130、そして、空気ボックス135とプラズマトーチ140で構成する特定ゾーン熱システム（例えば、２つの温度ゾーンを設定できる）を持つ。必要に応じて、そのチャー供給口は、オプションで、供給された物質のサイズを均質化する粉砕機（図には無し）を装備している。
【０２９１】
その室115は、屋根付きの、正にシリンダーの形をした、内側を耐熱素材で覆われた鉄鋼溶接物である。その室の直径は、ゾーン間領域の部分で細くなっており、さらにスラグ排出口に向かって先細りとなっている。その室は、ゾーン間領域内での構成部分を含み、構成部分の取替えを助成するために階層に分けて製造されている。
【０２９２】
図38から41を参照すると、熱空気は、このゾーンのダウンストリームの最終地点に隣接して設置されている空気ボックス135を通して炭素変換ゾーンへと導入されている。空気ボックスへの空気供給は、制御可能であるので変換プロセスの統制が可能である。オプションで、蒸気は、蒸気注入ポート（136）を通して炭素変換ゾーンに注入される。
【０２９３】
その炭素変換ゾーン111は、狭くなったゾーン間領域112へ向かって細くなる。そのゾーン間領域は、物質の流量を炭素変換ゾーンからスラグゾーンへと導くために、物理的インペディメント145を構成している。図39のAからCまでを参照すると、その物理的インペディメントは、４つの楔型耐熱性ブリック150によってゾーン間領域に取り付けられた１つの固形成型済耐熱性ドーム145を持つ。その耐熱性ドームは、２ゾーン炭素変換装置の内部壁とそのドームとの間のギャップ155、或いは空間を提供するだけのサイズとなっているので、２ゾーン間での物質の移動を可能とさせる。直径２０ミリから１００ミリの多数のアルミニウム玉165が、その耐熱性ドームの上に置いてあり、１つの床を形成しており、それは、加熱空気の拡散を促し、ゾーン間領域で初期的に灰をスラグに溶解させるためにプラズマ熱がその灰へと移動するのを促進させる。この具体例では、灰が溶解する際、それは、そのドームの外側のヘリとその室の内側の壁の間のギャップ155を通りそのゾーン間領域を通過してスラグゾーンへと入る。
【０２９４】
そのゾーン間領域のダウンストリームに設置されているのはスラグゾーンである113、  そのスラグゾーン113は、円錐型のスラグ排出口130を持つ内側を耐熱素材で覆われたシリンダーである。
【０２９５】
そのスラグゾーンは、プラズマトーチポート、室を予熱するために設備されたバーナーポート、そして、高温空気や炭素を含む様々なプロセス添加物のためのポートなどの様々なポートから構成されている。図40を参照すると、そのスラグ溶解ゾーンは、プラズマトーチ140と無関係方向に取り付けられた空気ノズルで装備されている。オプションとして、炭素供給口を利用して炭素が注入される。
【０２９６】
ガス化後に残る残渣は、廃棄される前に不活性で、使用可能な状態にさせなくてはならない。これは次のようにして達成される。先ずその残渣を第２室から抽出してプラズマベースのスラグ室（RCC）4220へと送り、それを溶解させ、不活性な融解スラグ4202へと精製する。そして、融解スラグ4202を冷却させ、現場から取り除かれる状態でスラグ貯蔵蓄積4204へ移動させられる前に、急冷タンク4240を利用してその融解スラグを細粒へと粉々にするのである。その最終副産物は、道路の埋め立てやコンクリート製造に適している。
【０２９７】
融解スラグが急冷タンク4240へと投下される時、それは冷却され、細粒へと粉々にされる。スラグコンベヤーがその時にその急冷タンク4240からその細粒スラグを取り除き、廃棄或いはその後の使用のために貯蔵蓄積4204へそれを据える。そのスラグドロップポートは、その上部そして焼入媒体で水に被さった下部のヘリで、プラズマベースのスラグ室4220と封止されたシュラウドから成る水トラップの手段でその環境と封止される。その同様の焼入媒体がそのプラズマベースのスラグ室からそのスラグコンベヤーを封止する。
【０２９８】
ガス改質システム
主室と第２室で生成されたガス生成物は、次にガス改質室（GRS）3200へと移動する。そのガス改質室3200は、広範囲にわたって必要条件を満たすように設計されている；（a）必要とされるガス滞留時間の間必要な量を提供する；（b）熱保存の為の断熱状況と外部鉄鋼容器の保護を提供する；（c）空気と蒸気の添加物のための注入口を提供する；（d）ガス類の混合を可能とする；（e）プラズマトーチ3208を利用しての高温下でガスを加工する；（f）プロセス制御とプラズマトーチ3208の性能向上の為にガス構成物を監視するための手段を提供する；そして、（g）生成ガスをダウンストリーム熱交換機5200へ排出する。
【０２９９】
ガス改質システム3200は、生成空気、蒸気、プラズマトーチ3208とトーチ処理メカニズム、手段、そして、排出合成ガスの排気装置のための取り付け、そして、接続特性を持つ１つの封止された環境を提供する。図42で示されるように、そのガス改質室3200は、正確に垂直に設置された、内側を耐熱素材で覆われたシリンダー型、或いは、パイプ型の改質室3202からなり、設置用フランジ3214でつながる主室2200に接続する単一の円錐形のオフガス注入口3204を持つ。そのガス改質システム3200は、長さ対直径の比率が、約３：１である。そのガス改質システム3200内での滞留時間は1.2秒である。そのガス改質システム3200は、さらに、３つのレベルで無関係方向に設置された空気ノズル、無関係方向に設置された２つのプラズマトーチ3208、６つの熱電対ポート、２つのバーナーポート、２つの圧力伝達装置ポート、さらに、幾つかの予備ポートを備えている。そのプラズマトーチ3208により、ガス改質システム3200内で生み出された高温は、確実にオフガスに含まれる微粒子をそれらを構成する要素へと解離させ、それから合成ガスを形成する為に結合させる。その高温で未精製の合成ガスは、合成ガス排出口3206を経由してガス改質システム3200から排出される。
【０３００】
図43を参照すると、前述の通り、ガス改質システム3200は、耐熱性内壁のために幾つかのサポートを組み入れている。その耐熱性への主要サポートは、ガス改質システム3200の内部の周りの一連の棚3222である。システムの稼動中、これらの棚3222は、その改質室3200の外板よりも、かなり高温となる。それゆえ、特異な拡張に対するゆとりを持ちつつ、熱がガス改質システム3200へ伝導することによる浪費を避けることが必要となる。また、その棚3222は、その耐熱質の多大な重量にも耐えられることが必要である。これらの必要条件は、その拡張を可能とさせる為に区分間での拡張のギャップを考慮して分離された棚3222を作成することにより満たされる。また、熱の移転を避ける為に、その棚3222と壁の間にはギャップがある。図43で示されるように、その耐熱質の重量に耐えるために、各棚区分は、その内部壁に溶接されている多数のガセット3224により強化されている。その長さに沿って起こる棚3222の拡張は、疲労を生み出し、もしガセット3224へ溶接してあったのなら、そのガセット3224がはずれてしまう可能性がある。しかし、溶接がされていないガセット3224上に棚3222を据えることにより、その棚3222は、自由に拡張できる。その区分を正確な場所で保持するために、拡張が小さい場合には、ガセット3224は中央部分にのみ溶接され、そして、それから、正に外側の部分のみ溶接される。これは、ガセット3224への圧迫と、起こりうる棚3222のねじれを最小限に留める。
【０３０１】
改質室3202の上部は、内側を耐熱素材で覆われた蓋3203がかぶせてあり、それにより封止された密閉が作り出されている。そのガス改質システム3200の内部全体が、耐高温の膜でコーティングされているので、未精製の合成ガスによって侵食されるのを避ける事が出来る。耐熱性素材の不具合、或いはその他の原因で起こる高熱スポットを認知させる、外壁の表面にはサーモクロミックペイントでペイントされている。
【０３０２】
使用される耐熱素材は、ガス改質システム3200内で起こる高温、侵食、腐食などに耐えるよう、内側に高密度のマルチレイヤー設計を使用している。その高密度素材の外側は、より低い密度のより低い耐性ではあるが、より高い絶縁要素を持つ。このレイヤーの外側には、非常に密度は低いが、非常に高い絶縁要素を持つフォームボード素材が使用されている。なぜなら、このレイヤーが侵食による蝕みにさらされない為である。そのフォームボードと容器の鉄鋼外板の間の外側のレイヤーは、固形耐熱素材とその容器外板の間の特異な拡張を考慮した迎合的なレイヤーを提供する為のセラミックブランケット素材である。その耐熱素材の垂直の拡大が、非圧縮性耐熱素材の区分を分割する圧縮性耐熱素材を使用する手段で提供される。その圧縮性レイヤーは、重ね合わされる拡張可能な高密度の耐熱性素材により、侵食から守られる。
【０３０３】
図44、45、47で示されるように、空気が、空気ノズルの３つのレベルでオフガスストリームへ注入されており、そこでは、低い方のレベルで４つの噴射が、そして残りの６つを高い方のレベルで噴射する事により、交差噴流混合効果を作り出し、より優れた混合を達成することが出来る。供給ノズルの先にある転向装置の使用にから得られた、ガス改質システム3200への空気送る角度を付けた送風は、注入パイプやフランジを改質室3202と平行な状態のまま、より優れた混合を達成させる。そのガス改質システム3200内でガスの改良された混合は、合成ガスの改質を向上させる。これは、加工空気の速力を利用して、その改質室3202の底での渦巻き運動を呼び込むことにより達成される。スワールポート2312を通して空気がオフガスストリームへ注入されることにより、渦巻き運動、或いは、乱流が作られ、それによってガス改質システム3200内では、オフガスの混合や、渦パターンの再循環が作り出される。
【０３０４】
前述の通り、ガス改質システム3200は、また、図46に示されるように、２つの300キロワット、冷却式銅電極型、非移動式アークトーチ、直流プラズマトーチ3208が滑動メカニズム上に無関係の方向に設置されている。その直流プラズマトーチ3208は、直流電気供給で稼動する。ガス改質システム3200内では、様々な位置に熱電対が設置されており、合成ガスの温度が確実に約1000℃に維持されている。
【０３０５】
プラズマトーチ3208は、定期的なメンテナンスを必要とし、加工進行中に交換できるものが最も望まれる。厳密には１つのみがその稼動に必要な場合においては、この実行には、前述の通り、ガス改質システム3200内で、２つのトーチ3208が使用される。そのプラズマトーチ3208の除去と取替えは、ガス改質システム3200内において、高温の毒性で可燃性のガスの存在の下で行われなくてはならない。さらに、そのトーチ3208は、トーチ冷却システムに不都合が起きた事態にガス改質システム3200内での熱から守るために取り除かれる必要もある。
【０３０６】
このようなチャレンジは、ガス改質室3202から、トーチ3208を、入れたり出したり移動させる事が可能な、滑動メカニズム上にそのトーチ3208を取り付けることにより解決できる。そのトーチ3208は、封止グランドを使用して、改質室3202から封止されている。このグランドはゲートバルブ3209から封止されており、逆に、容器の上に設置され、封止されている。トーチ3208を取り除くときは、滑動メカニズムを使って、改質室3202から引き出す。そのスライドさせる初期動作が、安全性の目的で、高ボルテージのトーチ電力供給を無力とする。そのゲートバルブ3209は、そのトーチ3208がそのゲートバルブ3209を超えて引き出されると自動的に閉まり、その冷却循環は停止する。そのホースとケーブルはトーチ3208から取り外され、そのグランドは、ゲートバルブ3209から開放され、そして、そのトーチ3208は引き上げ装置によって取り上げられる。
【０３０７】
トーチ3208の交換は、上記の逆の手順を行うことにより達成される；その滑動メカニズムは、そのトーチ3208の挿入深さの多様性に対応して調節される。
【０３０８】
単純かつ安全のために、ゲートバルブ3209の閉めを除いた全ての上記の稼動は、手動で行われる。そのゲートバルブ3209は、機械的に稼動するので、作業は自動的である。空力アクチュエーター3210が、冷却システムに不具合がある時には、トーチを自動的に回収する。その空力アクチュエーター3210を作動させる圧縮空気は、専用の空気保存器から供給されるので、電気供給に問題が起きた時でも、その動力が得られる。それと同様の空気保存器が、ゲートバルブ3209にも空気を供給する。電気的に連動し合うカバーが更なる安全性の為に使用されているので、高ボルテージのトーチ接続への接触を防ぐ。
【０３０９】
図５０を参照すると、未精製合成ガスは、その交換機1200から排出され、熱リサイクリングシステムを通り過ぎる。この具体例では、その熱リサイクリングシステムは、合成ガス−空気  熱交換器（HX）5200を使用して実行され、熱は合成ガスストリームから空気ストリームへと移動させられる。このようにして、その合成ガスは、生じた空気の高温ストリームがプロセス空気としてその交換機1200へ押し戻される間に冷却される。その冷却合成ガスは、それから、ガス冷却システム（GCS）6200へと流入し、その合成ガスは、さらに、冷却され、順次、微粒子、金属、酸性ガスの洗浄が行われる。その洗浄され、調整された合成ガス（望まれる湿度を保持して）は、発電するガスエンジン9260へ供給される前に、合成ガス改質システム（SRS）7200へと送られる。その交換機1200とRCS4200の後での、そのシステムの中の主要な構成物（機器）の機能が表１に要約されている。
【０３１０】
0005547659.tif 000002
【０３１１】
合成ガス−空気  交換器
ガス改質システム3200をでる排出合成ガスは、温度が約900℃から1100℃である。その合成ガス内の熱エネルギーを回復させる為に、ガス改質システム3200からの未精製合成ガスは、シェルチューブ型熱交換器（HX）5200へ送られる。空気は外気温度、例えば、約マイナス30℃から約40℃位で熱交換器5200へ入る。その空気は、空気送風機5210で循環させられ、時速1000ニュートン立方メートルから時速5150ニュートン立方メートル、典型的には、時速4300ニュートン立方メートルの速さで熱交換器5200へ入る。
【０３１２】
図50を参照すると、その合成ガスは、そのチューブ側を通って縦に流れ、その空気は、側面を通って時計と逆方向に流れる。空気の温度が外気温度から500℃と625℃の間（理想的には600℃）まで上昇する一方で、その合成ガスの温度は、1000℃から500℃と800℃の間（理想的には740℃）まで下降する。図22を参照すると、加熱交換空気は、ガス化の為に、交換器1200へ再循環して戻される。
【０３１３】
その熱交換器5200は、合成ガス中の高レベルの微粒子に対して設計されている。その合成ガスと空気の流量方向は、微粒子の問題から蓄積や侵食が起きる部分を最小限にするよう設計されている。また、そのガス速力は、侵食をさらに最小限に抑えながら、自浄するだけの十分な速さに設計されている。
【０３１４】
空気と合成ガスの間の重要な温度差のために、熱交換器5200内の各チューブ5220は、それぞれ独自の延長蛇腹を持っている。これは、チューブ破裂を避けるために重要である。破裂が起きると、空気が合成ガス混合に入ってしまうので非常に危険である。単一チューブが詰まって、その為、他のチューブ群と共にそれ以上伸縮できなくなった時、チューブの破裂の可能性は高い。
【０３１５】
複数の温度伝達装置が、合成ガス−空気  熱交換器5200のガス排出口ボックス上に取り付けられている。これらは、空気が合成ガスに混入した際の燃焼のために起こる、全ての可能な温度上昇を探知するために使用される。空気送風機5210はそのような事態では、自動的に停止する。
【０３１６】
熱交換器5210の中のガスチューブの素材は、合成ガスの硫黄含有量とその高温に対する反応への懸念から、腐食の問題が起こらない事が確実になるように慎重に選択されなければならない。我々の具体例では、アロイ625号が選択された。
【０３１７】
ガス調整システム（GCS）
一般に、ガス調整システム（GCS）6200とは、熱交換器5200通過後、得られる未加工の合成ガスを、下流端アプリケーションに適した形態に変換する一連の段階をさす。我々の実装では、GCS6200は、２つの主要なステージに分けることができる。ステージ1は、（ア）蒸発冷却（乾式クエンチ） 6210、（イ）乾式噴射システム6220、および（ウ）バグハウスフィルタ（特定物質／重金属除去に使用）6230 から構成される。ステージ２は、（エ）HCl除去装置6240、（オ）合成ガス（加工ガス）送風機6250、（カ）炭素フィルター床（水銀研磨）6260、（キ）H2S（硫黄）除去装置6270、および（ク）冷却器を用いた湿度制御装置7210 と、ガス／液体分離器7220 から構成される。
【０３１８】
GCS6200の前の熱交換器5200は、時としてGCS6200 のステージ１の一部と見なされることがある。合成ガス（加工ガス）送風機6250 は、通常、ガス冷却器6252 を含み、それは時として、GCS6200 のステージ２において、分かれて言及されることがある。また、ここで言及される、ステージ２の一部としての湿度制御装置6200 は、しばしば、GCS 6200 のさらに下流のSRS7200 の一部とみなされる。
【０３１９】
図49は、我々のシステムに実装されたGCS6200のブロック図を示す。これはまた、GCS6200が、オプションの残留ガス調整システム（RGCS） 4250 と統合された、収束プロセスの一例でもある。
【０３２０】
熱交換器5200での初期冷却の後、供給合成ガスは、さらに乾式クエンチ6210により冷却され、これが合成ガスの温度を下げ、凝縮も防ぐ。これは、蒸発冷却塔（別名「乾式クエンチ」）6210 を用いて、制御された方法（断熱飽和）で、ガス流に水を直接注入することにより達成される。水は、合成ガス流に並流噴射される前に霧化される。冷却時に液体が存在しないため、プロセスは乾式クエンチとも呼ばれる。水が蒸発すると、合成ガスから顕著な熱を吸収し、これにより温度が740℃から150℃と300℃の間（通常、約250℃）に下がる。排出するガスに水が含まれないよう制御が加えられる。そのためガス排出温度での相対湿度は、それでもなお100％を下回る。
【０３２１】
図51と52を参照すると、いったんガス流が蒸発冷却塔6210を出ると、ホッパーに貯蔵されている活性炭素は、空気圧でガス流に注入される。活性炭素は、非常に高い空隙率を有しており、この性質は、水銀やダイオキシンなどの大型分子種の表面吸収を促す。したがって、ほとんどの重金属（カドミウム、鉛、水銀など）や、ガス流中の他の汚染物質は、活性炭素表面に吸収される。廃活性炭素顆粒は、バグハウス 6230で収集され、次の段階で説明されるように、さらなるエネルギー回収のために、再びRCS 4200へと再循環する。効率的な吸収を獲得するには、合成ガスがこの段階において、十分な滞留時間をもつようにする必要がある。合成ガス流中の重金属やタールを、流れを詰まらせずに捕捉するために、長石や石灰などの他の材料や、他の吸収剤もまた、この乾式注入段階6220において、活性炭素の代わりに、あるいは加えて用いられる。
【０３２２】
図52を参照すると、重金属が表面に付着した粒子状物質や活性炭素は、その後、バグハウス6230において、非常に高効率で合成ガス流から除去される。運転パラメータは、水蒸気の凝縮を回避するために調節される。合成ガス流から取り除かれた全ての粒子状物質は、バグハウス6230の効率性をさらに高めるフィルターケーキを形成する。よって、新型非被覆バッグが99.5％の除去効率をもつとはいえ、バグハウス6230は、通常99.9％の粒子状物質除去効率をもつよう、設計されている。バグハウス6230は、内張りガラス繊維バッグ、非内張りガラス繊維バッグ、あるいはP84玄武岩バッグを使用し、200℃から260℃間の温度で稼働する。
【０３２３】
バグハウス6230内の圧力損失が一定の規定限度まで上昇すると、バッグを一掃するために窒素パルスジェットが用いられる。安全上の理由から、空気よりも窒素が推奨される。バッグの外側表面から落ちる残さは下のホッパーに集められ、さらなる変換、あるいは処分のため、スラグ室4200に送られる。バグハウス6230 を保護するため、高分子量炭化水素化合物（タール）を吸収するのに特別試薬が用いられる場合もある。図52は、各々、バグハウスの概略図を示す。バグハウスは、支えの要らない円筒フィルタを使用している。
【０３２４】
（供給は重金属を含むフライアッシュであることを前提にすると）バグハウス6230 の典型的な運転仕様は、以下の通りである。
【０３２５】
0005547659.tif 000003
【０３２６】
バグハウス 6230 から排出される、重金属に汚染された残さの量は大量である。したがってこの残さは、ガラス質のスラグ4203に変換されるため、プラズマベースのRCC4220に送られる。図49を参照すると、RCC4220で生成された第二次ガス流は、必要に応じて以下のステージ１プロセスとともに、別の残留ガス調整装置（RGCS）4250で処理される。すなわち、空気−ガス間接熱交換器4252における冷却、そして小規模バグハウス4254での粒子状物質と重金属の除去である。小規模のバグハウス4254は、RCC4220で生成された、第二次ガス流の処理専用である。図49に示されるように、RGCS4250によって実施される付加段階には、ガス冷却器4256をさらに用いたガスの冷却や、炭素床4258における重金属と粒子状物質の除去が含まれる。図22を参照すると、加工済み第二次ガス流は、その後、再度GCS6200へと転送され、バグハウスフィルタ6230に先立って、主供給の合成ガス流へと再び供給される。
【０３２７】
RGCS4250のバグハウス4254から除去された残さの量は、GCS6200のバグハウス6230と比べるときわめて少ない。小規模バグハウス4254は、重金属の浄化として機能する。RGCS4250から除去される重金属の量は、都市固形廃棄物（MSW）供給組成によって異なる。重金属が一定の制限量まで蓄積する場合、この物質を有害廃棄物処理へと移動するには、定期的浄化が必要とされる。
【０３２８】
以下は、小規模RGCSバグハウス4254の典型的な運転仕様である。ここでもやはり、供給は重金属を含むフライアッシュであることを前提にしている。
【０３２９】
0005547659.tif 000004
【０３３０】
GCS6200は、直接的および間接的フィードバックまたは、監視システムから構成される場合がある。我々の実装ではGCSとRGCS、両方のバグハウスフィルタは、出口（直接監視）にバッグ破裂を知らせる塵センサーがある。もしバッグ破裂が起こった場合、システムは整備のために停止される。必要に応じてHCl除去装置6240 中の水流は、粒子状物質の除去効率を確認するため、始動時に分析される場合もある。
【０３３１】
図53を参照すると、バグハウス6230を出る無粒子の合成ガス流は、充填塔において、再循環しているアルカリ溶液を用いて現存するHClを除去するよう洗浄される。このHCl除去装置6240はまた、ガスが約35℃まで冷却するのに十分な接触面積を提供している。炭素床フィルタ6260は、金属やHCN、アンモニアなどの、潜在的水溶性水汚染物質から溶液を分離するために用いられる。HCl除去装置 6240は、排出HCl濃度が約5ppmに保たれるよう設計されている。図54に示されるように、廃水抽気流は、処分のため廃水貯蔵タンク 6244 へと運ばれる。
【０３３２】
冶金学的判断からHCl除去装置6240は、ガス送風機6250の上流に位置する。熱交換器6242などの関連コンポーネントも含むHCl除去装置6240の典型的概略図が、図53に示されている。図54は、GCS6200から廃水を収集し、貯蔵する典型的システムを示している。廃水からタールや重金属を取り除くため、炭素床が水ブローダウンに加えられる。HCl除去装置6240の典型的な仕様は以下の通りである。
【０３３３】
0005547659.tif 000005
【０３３４】
HCl除去後、ガス送風機6250が用いられ、これが変換器1200からガスエンジン9260下流まで、システム120全体を通じてガスの原動力となる。水銀研磨6260は、圧力下でのより高い水銀除去効率があるため、送風機6250はその上流に位置する。これはまた、水銀研磨6260のサイズを縮小している。図22は、加工ガス送風機6250の位置も含めたガス化システム120全体の概略図を示している。
【０３３５】
送風機6250は、全ての上流器設計の圧力損失を用いて設計されている。また、下流機器の圧力損失がHC7230内で、最終圧力〜2.1から3.0 psig（通常2.5 psig）までになるよう必要な圧力を提供するようにも設計されている。ガスが送風機6250 を通過する際、加圧されるに従いその温度は約77℃に上昇する。H2S除去システム6270の最大運転温度は約40℃であるため、温度を35℃に戻すのに、内蔵ガス冷却器6252が用いられる。
【０３３６】
炭素床フィルタ6260は、わずかでも合成ガス流に残っている重金属の最終研磨装置として用いられる。システムが真空でなく圧力下にあり、低温でガスが飽和し、炭素を劣化しないようHClが除去された状態であれば、その効率性は向上する。もし合成ガスにダイオキシンなどの他の有機汚染物質が存在する場合、このプロセスはそれを吸収することも可能である。炭素床フィルタ6260は、99％以上の水銀除去効率をもつよう設計されている。
【０３３７】
このシステムの性能は、水銀を対象とした定期的ガス分析によって測定される。炭素供給率の変更や、研磨機6260全体の圧力損失の監視、そして試料採取を用いた炭素床効率の分析により修正が加えられる。
【０３３８】
炭素床フィルタ 6260 の典型的仕様は以下の通りである。
【０３３９】
0005547659.tif 000006
【０３４０】
H2S除去装置6270は、カナダ国オンタリオ州環境省のA7ガイドラインに概説されるSO2排出制限に基づいており、そこではガスエンジンで燃やされる合成ガスは、15ppm以下のSO2を排出する、と記載されている。H2S 除去システム6270は、排出H2S濃度が20ppmとなるよう、設計された。図55は、H2S 除去システム6270の詳細を示している。
【０３４１】
H2S 除去6270には、Shell Paques生物学的技術が選択された。この技術は、2つの段階からなる。まず、炭素床フィルタ6260からの合成ガスが除去装置6272を通過し、そこでH2Sは、アルカリ溶液を再循環させることにより合成ガスから除去される。次に、硫黄含有溶液は、規制要件を満たす必要から、アルカリ度の再生、硫黄物の元素硫黄への酸化、硫黄のろ過、硫黄と抽気流の滅菌のため、生物反応器6274に送られる。H2S除去システム6270は、H2S出口濃度20ppm用に設計されている。
【０３４２】
空気酸化によって硫黄化合物を元素硫黄に変換するために、生物反応器6274においてチオバチルス菌が用いられる。制御システムは、システム内の硫黄在庫を維持するため、生物反応器への空気流量を制御する。生物反応器6274の後流は、フィルタプレス6276を用いてろ過される。フィルタプレス6276からのろ過液は、プロセスに送り戻され、このろ過液からの小規模ストリームは抽気流として送られる。２種類の排出源があり、一つは、多少のバイオマスを含む硫黄からなる固体排出物で、もう一つは硫黄化合物、炭素塩、多少のバイオマスを含む水からなる液体排出物である。両方の流れとも最終処分前に滅菌される。
【０３４３】
H2S除去システム 6270 の典型的な仕様は以下の通りである。
【０３４４】
0005547659.tif 000007
【０３４５】
H2S除去後、合成ガス中の水を凝縮し、ガスエンジン9260での使用に適した温度に再加熱するため、冷却器7210が用いられる。冷却器7210は、ガスを35℃から26℃までサブ冷却する。供給ガス流から凝縮した水は、ガス／液体分離器7220 によって除去される。これにより、いったんガスが40℃（エンジン要件）に再加熱されると、ガス貯蔵室の後、ガスエンジン9260に送られる前に80％の相対湿度をもつことが確保される。
【０３４６】
次の表はGCS 6200 全体の主要な仕様を示している。
【０３４７】
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【０３４８】
上に記載されるように、GCS6200は、供給ガスを望ましい特性をもつ出力ガスへと変換する。図49は、ガス化システム120や下流アプリケーションと統合された、このGCSシステム6200 のシステムフロー概観図を描いている。ここで、RCS4200 において生成された第二次ガス流は、GCS 6200 に供給される。
【０３４９】
残留ガス調整装置（RGCS）
前述したように、活性炭素や金属を含むこともあるGCSバグハウス6230 からの残さは、窒素により定期的に洗浄され、RCC4220に運ばれてそこでガラス化される。RCC4220から出るガスは、粒子状物質を除去するため、残留ガス調整装置（RGCS）4250バグハウス4254を通って運ばれ、活性炭素床4258に入る前に熱交換器4256によって冷却される。バグハウス4254もまた、システム全体の圧力損失に基づき定期的に洗浄される。RGCSバグハウス4254で収集された残さは、適切な手段により処分される。RGCS 4250から出る第二次ガス流としての可燃性ガスは、回収エネルギーを十分活用するために、主GCSシステム6200に送り戻される。
【０３５０】
合成ガス規制システム
洗浄され冷却されたGCS6200からの合成ガスは、ガス規制システムに入る。この例では、ガス規制システムは、合成ガス規制システム（SRS）7200であり、下流ガスエンジン9260に流れ出す合成ガスが一貫した品質をもつよう設計されている。SRS7200は、ガス組成（主にその低熱量、LHV）と圧力における短期的変動をならすのに役立つ。下流ガスエンジン9260は、合成ガスのLHV、または圧力の短期的変動があっても作動し、電気を生成するとはいえ不完全燃焼、あるいは空気比への燃料不足により限界排出値から外れる場合がある。
【０３５１】
図56を参照するとSRS7200は、冷却器7210、ガス／液体分離器7220、そして均質化室（HC）7230からなる。ガスはエンジン温度要件を満たすため、ガスエンジン 9260 の前にガス貯蔵室出口で加熱される。
【０３５２】
固定容積HCと容量可変HCという２種類の均質化室（HC）が用意されている。前者はLHV変動をおさえるのに便利であるが、流量や圧力の変動をおさえるには通常、後者が便利である。都市固形廃棄物（MSW）原料の性質により、我々のアプリケーションでは、LHV変動がより顕著である。固定容積HCはまた、その建設や整備の面でも容量可変HCに比べ、通常信頼性が高い。
【０３５３】
図57は、この実装で用いられる均質化室（HC）7230の概略図を示している。これは、約２分間の合成ガス流を保留するよう設計されている。この保留時間は、約１%のLHV変動／30秒という、LHV変動規格のガスエンジン保証基準を満たす。ガス分析器8130までの滞留時間は、（分析とフィードバックを含め）通常、約30秒である。最大LHV変動は、通常約10%である。したがって、これを平均化し、３%のLHV変動を得るには、1.5分以上の貯蔵が必要である。２分の貯蔵により、多少の余裕ができる。
【０３５４】
HC7230は、下流ガスエンジン9260の燃料規格を満たすために、2.2から3.0 psigの範囲で運転される。排出するガスの圧力は、圧力制御弁の使用により一定に保たれる。HC7230は、最大圧力が５psigとなるよう設計されており、異常な過圧状況の処理用に安全弁が取り付けられている。
【０３５５】
HC7230の２分の保留時間はまた、圧力変動をおさえるのに十分な貯蔵を提供している。我々の設計においてガスエンジン用の許容可能圧力変動9260は、0.145PSI／秒である。下流ガスエンジン9260故障の場合には、プロセスを遅らせる時間を提供するため、あるいは過剰ガスを燃やすために（制御システム反応時間と、30〜35秒のガス滞留時間によっては）バッファが必要となる場合がある。
【０３５６】
HC7230への典型的合成ガス流量は、〜8400 Nm3／時間である。したがって、２分の保留時間で、HCの容積は約280Nm3 にならねばない。
【０３５７】
多少の水が合成ガスから凝縮するため、HC7230の設計には、下部排水ノズルが含まれる。HC7230の排水を促進するために、その底部は意図的に平らでなく、すそのある円錐形の底として設計されている。排水フランジを形成するのにトレース／絶縁排水配管が用いられる。HC7230内の水は、床ドレンへと重力排水されねばならないため、HC7230 は、やや引き上げられて保持される。
【０３５８】
HC7230 は、次の設計要件を満たすよう、設計されている。
【０３５９】
0005547659.tif 000009
【０３６０】
HC7230に用いられる材料は、上記の機械設計要件と、下記の典型的ガス組成の両方を考慮しなければならない。腐食は特に水、HCl、そしてH2Sが存在するための懸念である。
【０３６１】
0005547659.tif 000010
【０３６２】
ガスエンジン9260の設計においては、注入口のガスが特定の相対湿度において、特定の組成範囲となることが要求される。したがってH2S除去装置6270 を出た洗浄ガスは、冷却器7210を用いて35℃から26℃までサブ冷却される。ガス流の凝縮のために生じた水は、残らずガス／液体分離器7220により除去される。これにより、いったん40℃まで再加熱されると、合成ガスがガスエンジン9260の典型的要件である80％の相対湿度をもつことが保証される。
【０３６３】
ガス送風機6250は、全ての機器や配管にわたって下記の仕様どおりに十分な吸引を提供することにより、合成ガスをシステムから取り出すのに用いられる。送風機の設計は、優れた工学実践と、州および国の適用される全ての条例、基準、そしてOSHAガイドラインに留意した。送風機6250の運転は、約600ボルト、3段階、そして60Hzでなされた。
【０３６４】
ガス送風機 6250 は、以下の機能要件を満たすよう設計された。
【０３６５】
0005547659.tif 000011
【０３６６】
取り出された典型的ガス組成（湿気ベース）は、以下の通りである。
【０３６７】
0005547659.tif 000012
【０３６８】
合成ガスは可燃性で、空気との爆発性混合物を作り出すため、送風機6250は、外気からの空気吸入が微量あるいは皆無、また外気へのガス漏れが微量または皆無となるよう設定されている。全てのサービス流体、つまりシールパージは、窒素で行なわれ、漏れのないシャフトシールが用いられる。両方向の漏れを監視するため、高度な漏れ検出システムが採用されている。
【０３６９】
送風機6250は、爆発性ガスが存在するかもしれない環境で作動するため、合成ガスパイプ上、あるいは２メートルの距離内に設置されている全ての機器と電気装置は、クラス１、ゾーン２の区分用に設計されている。
【０３７０】
信頼性を確保するため障害を迅速に隔離、修正するためのアクセスと同様に、検査や整備のための適切なアクセスが提供される。送風機6250は、継続的に（24時間無休で）運転可能であるが、プロセスの安定化が期待される間は、頻繁なスタート／ストップ操作がより一般的である。
【０３７１】
建設材料は、設計条件とガス組成に基づき選定された。例えば、電気回路基板、コネクタ、そして外部コンポーネントは、汚れ、水分、化学物質によって生じる可能性のある問題を最小限にするよう、コーティングか、あるいは別のやり方で保護された。制御パネルやスイッチは堅牢な建造で、作業手袋をつけた担当者によって操作されるよう設計されている。
【０３７２】
一般的に、モーター制御には10%〜100%の流量範囲の可変速駆動（VSD）が採用される。過電圧と過負荷保護が含まれている。モーターの状況、オン／オフ操作、そして速度変化は、分散型制御システム（DCS）を介して監視され、遠隔制御される。
【０３７３】
いったん調整ガスが HC7230を出ると、エンジン要件の温度まで加熱され、ガスエンジン 9260 へと運ばれる。
【０３７４】
ガスエンジン
発電のために、各１MW力の５つの往復GE Jenbacherガスエンジン9260が用いられる。したがって、発電の全容量は５MWである。総合的要件に応じて、どのガスエンジン9260も、必要に応じて停止可能である。ガスエンジン9260は、低位または中位発熱量の合成ガスを高効率、低排出で燃やすことが可能である。しかしながら（天然ガスなどの燃料に比べ）ガス発熱量が比較的低いため、ガスエンジン9260は、最大効率動作点において約700kWで作動するよう出力レベルが下げられている。計6つにするため、下流アプリケーションは、必要に応じてもう一つのガスエンジン 9260 を含むよう拡張されうる。
【０３７５】
フレアスタック
開始時、運転停止時、プロセス安定化段階においては、周囲を囲まれたフレアスタック9299が合成ガスの燃焼に用いられる。いったんプロセスが安定化すると、フレアスタック9299は緊急用のみに用いられる。フレアスタック9299は約99.99%の破壊効率を得るよう設計されている。
【０３７６】
制御システム
この実装において、現在の例のガス化システム120は、その中で実施されるガス化プロセスを制御する統合制御システムから構成される。それは、独立しかつ相互に作用する部分的、局所的、そして全体的な様々なプロセスを含む場合がある。制御システムは、求められるフロントエンドかつ／またはバックエンドの結果のために様々なプロセスを補強、場合によっては最適化するよう設定される場合がある。
【０３７７】
順方向制御方式としては、例えば、この種のシステムに対する規制基準を満たしつつMSWのガス化用に設定されたシステムにおいて、一定の原料処理量の促進がある。このような順方向制御方式は、所定の結果を得るために最適化されうる。システムは、その結果を目指して特別に設計および／または実装されるか、もしくはより大きな制御システムのサブセット、または簡易版の一部として設計される。例えば、プロセスの開始時や停止時、または様々な異常、あるいは緊急事態などを緩和するため。
【０３７８】
逆方向制御方式としては、選択された下流アプリケーションのための製品ガスの品質、または特性の最適化がある。すなわち、下流ガスエンジン9260を介した発電である。制御システムは、このようなバックエンドの結果を最適化するよう設定されうるものの、規制基準が適用される場合にはそれに従い、適切かつ継続的なシステムの機能を保証するため、フロントエンドの特性の監視と規制も提供されることがある。
【０３７９】
制御システムはまた、補足的な結果を提供するよう設定される場合もある。この結果は、フロントエンドとバックエンドの結果の組み合わせとして、あるいはまた、ガス化システム120内のどの点からでも導かれる結果として最もよく定義されるものである。
【０３８０】
この実装においては、制御システムは、ガス化プロセスの開始時には順方向制御システムとして作動し、その後、最初の開始摂動が十分軽減されたら逆方向制御システムに移行するよう設計されている。この特定の例においては、発電のために、原料を選択された下流アプリケーションに適したガス、すなわちガスエンジン9260 の消費に適したガスに変換するため、ガス化システム120を制御するのに制御システムが用いられる。一般的に制御システムは通常、一つまたは複数の検出要素、一つまたは複数の計算プラットフォーム、そして一つまたは複数の応答要素からなる。検出要素は、ガス化システム120の様々な特性を検出するためであり、計算プラットフォームは、下流アプリケーションに適した特性値の既定範囲内で、検出特性を代表する特性値を保持するのにつながる一つまたは複数のプロセス制御パラメータを計算するためであり、応答要素は、これらのパラメータに従ってガス化システム120 のプロセス装置を操作するためである。
【０３８１】
例えば、プロセスの様々な段階での合成ガスの特性を検出するため、一つまたは複数の検出要素がガス化システム120全体に配置されることがある。これらの検出要素と通信的につながった、一つまたは複数の計算プラットフォームは、検出特性を代表する特性値にアクセスし、製品ガスを選択された下流アプリケーションに適すとみなすよう定義された値の既定範囲と特性値を比較し、これらの既定範囲で、これらの特性値の保持を促進する一つまたは複数のプロセス制御パラメータを計算するよう設定されることがある。複数の応答要素は、一つまたは複数の計算されたプロセス制御パラメータにアクセスするために、一つまたは複数の計算プラットフォームと通信的につながり、それに従って一つまたは複数の調整装置が動作するよう設定される場合がある。応答要素は、一つまたは複数のプロセス装置および／または、ガス化システムのモジュールと動作可能なようにつながっており、ガス化システムはプロセスに作用し、それにより一つあるいは複数の製品ガスの特性を調節する働きをする。
【０３８２】
制御システムもまた、増強されたフロントエンドの結果をもたらすよう設定される場合がある。例としては、増強された、または一定の原料供給の消費と変換率のため、あるいはまた開始時、停止時、および／または緊急手段の一部として、あるいはさらにフロントエンド利益とバックエンド利益の所定のバランスを達成するために、ガス化システム120のプロセスを実行するよう設定されるなどである。例としては、変換器を介した原料処理量を最大化しつつ、原料の変換により選択された下流アプリケーションに適した製品ガスの生成が可能となる。代替案、またはさらなるシステム強化案には、システムのエネルギー消費の最適化が含まれることがある（しかしそれに限定されない）。例としては、システムのエネルギー効果を最小にし、それにより選択された下流アプリケーションを用いたエネルギー生産を最大化する、または消耗製品ガス、化学化合物、残さなどのような追加または代替下流製品の生産を奨励するなど。
【０３８３】
この例のために、高レベルプロセス制御の概略図が図58に提供されており、そこで制御されるべきプロセスは、上記のガス化システム120により提供される。典型的な特性とそれに関連する検出要素を特定するため、図59はガス化システム120 と図22の制御システムの代替描写を提供している。上記のように、ガス化システム 120は、現在の例に従って、一つまたは複数の原料（例、MSWやプラスチック）を合成ガスと残留生成物に変換するための変換器1200から構成され、変換器は主室、第二次室、そしてGRS 3200からなる。システム120は、さらにスラグ室（RCS）4200と熱交換器5200からなる。熱交換器 5200 は、合成ガスから熱を回収し、そしてこの例においては、変換器1200で用いられる空気供給添加物の加熱にこの回収された熱を用いることを助長する。合成ガスを調整（例、冷却、浄化、および／または洗浄）するためのガス調整システム（GCS）6200も提供され、下流での使用のために合成ガスを少なくとも一部均質化するには、SRS7200が用いられる。ここに描写されるように、残さは変換器1200とGCS6200の両方からRCS4200に提供される場合がある。その組み合わせは、固形製品（例えば、ガラス化スラグ4203）や合成ガスを生み出すよう条件づけられており、合成ガスは、さらなる調整、均質化、下流での使用のために、調整され、変換器の合成ガスと組み合わされることになる。
【０３８４】
図58と59においては、様々な検出要素、応答要素が描かれ、ガス化システム 120への様々なレベルの制御を提供するよう設定されている。以上で論じられたように、部分的および／または局所的システム制御には、特定の制御要素が用いられる場合がある。例えば、プロセスの一部および／またはそのサブシステムに作用させるためなどで、従ってシステムの全体的な性能には、少ししか、あるいは全く影響を及ぼさない場合もある。例えば、GCS6200は、下流での使用のため、合成ガスの調整と準備を提供するものの、その実施とそれにより緩和される変動は、ガス化システム120 の一般的性能と生産性にはほとんど影響を及ぼさない場合もある。
【０３８５】
一方、局所的および／または全体的なシステム制御に特定の制御要素が用いられる場合がある。例としては、プロセスおよび／またはガス化システム120全体にしっかりと作用するためである。例えば、MSW処理システム9200および／またはプラスチック処理手段9250を経た原料供給の変動は、製品ガスに顕著な下流効果を与える場合がある。すなわち組成および／または流量の変化だけでなく、変換器 1200 内の部分的プロセスにも影響を及ぼすかもしれない。同様に添加物供給率の変動は、変換器1200の異なる区域に対し、全体的にしろ個別的にしろ、製品ガスに著しい下流効果がある場合もある。すなわちガス組成と流量に対してである。他の制御された操作、例えば、変換器1200内の反応物転送シーケンス、空気量分配調整、プラズマ熱源出力変動、そして他のこうした要素などもまた、製品ガスの特性に作用する場合があり、よってそうした特性に対する制御装置として用いられる場合がある。あるいはまた、これらの操作は、下流アプリケーションに与える影響をおさえる他の方法によって説明されるかもしれない。
【０３８６】
ガス化プロセスの部分的、局所的、そして全体的な様々な特性を制御するため、図58と59では様々な検出要素が描かれ、現在の例では使用されている。例えば、ガス化システム120は、プロセスの至るところ各所でのプロセス温度を検出するための様々な温度検出要素からなる。図58では、各々、プラズマ熱源 3208 との関連、RCS4200でのスラグ溶融プロセスとの関連で、変換器1200内の温度変動を検出するために、一つまたは複数の温度検出要素が提供されている。例えば、主室 2200 のステージ１、２、３内で起こるプロセスに関連したT１、T２、T３の温度を検出するのに、独立の検出要素（通常図58の温度伝達装置とインジケータ制御装置 8102により特定される）が提供される場合がある（例、図59参照）。GRS3200の再編成プロセス、特にプラズマ熱源 3208 の出力に関連した温度T４（例、図59参照）を検出するために、追加の温度検出要素8104が用いられる場合がある。この例では、RCC4220（例、図59の温度T5）内の温度を検出するのに、温度検出要素 8106も提供されている。そのRCC内では、この温度は少なくとも部分的にスラグ室プラズマ熱源4230 の出力と関連づけられている。当然のことながら、異なる部分的、局所的および／または全体的プロセスに加わるために、変換器 1200下流の様々な箇所で、他の温度検出要素も用いられる場合がある。例えば、十分な熱伝達を確保し、十分に加熱された空気添加物供給を変換器1200に提供するため、温度検出要素は、熱交換器5200と連動して用いられる場合がある。例えば、GCS 6200により調整されたガスが既定のサブプロセスにとって高温すぎないよう、温度モニターはGCSとも関連づけられている場合がある。他のこのような例は当業者にとっては明らかなはずである。
【０３８７】
ガス化システム120はさらに、システム120全体に動作可能なように配置された様々な圧力検出要素からなる。例えば、圧力検出要素（図58では圧力伝達装置とインジケータ制御装置8110として描かれている）は、変換器1200（図59の例ではGRS3200 に特に結合しているよう描かれている）内の圧力を検出するために提供され、変換器1200内の総合圧力を大気圧以下に維持するために、速度表示制御装置、可変周波数ドライブ、モーターアセンブリ8113を介して、動作可能なように送風機6500に結びつけられている。この特定の例では、変換器1200内の圧力は、一つの実施形態において約20Hzの周波数で絶えず監視され、そのように管理される。もう一つの実施形態では、運転要件に従い、送風機は約20Hzあるいはそれ以上の周波数で維持されている。20Hz以下の送風機速度が要求される場合、一時的にオーバーライド弁が用いられる場合がある。圧力検出要素8116はまた、熱交換器5200への供給空気圧を監視するためにも提供され、速度表示制御装置、可変周波数ドライブ、モーターアセンブリ8120を介して、同上のものを管理するため、動作可能なように送風機5210とつながっている。合成ガス送風機のスピード 6250が送風機の最小動作周波数を下回る場合、システム内の圧力に優先し、それを調整するための二次的制御として、圧力制御弁8115 が提供される。
【０３８８】
もう一つの圧力検出要素8114が、SRS7200 にさらに提供され、動作可能なように制御弁7500につながっている。後者は、例えば開始時および／または緊急操作時など、過圧による制御された、および／または緊急時のフレアスタック9299を介した合成ガス放出のためである。この圧力検出要素8114は、流量伝達装置と制御インジケータ8124を介して、動作可能なようにさらに制御弁 8122 につながっている。それは例えば、SRS7200への合成ガス提供が不十分な場合、ガスエンジン 9260 の継続的運転が維持されるよう、変換器1200へのプロセス添加物供給量を増やすためである。これは、以下でより詳細に説明されるように、制御システムが逆方向制御方式に応じて操作される場合特に関連がある。図44において、主室2200のステージ１、２、３への付加空気流と、GRS3200への付加空気流を規制するのに、空気流検出要素8124と制御弁8122が用いられていることに注意が必要である。ステージ１、２、３への空気流は、F１、F２、F３の各流れによって、またGRSへの空気流は、F４の流れによって描かれており、そこでは各処理段階において、既定温度範囲を実質的に維持するよう定義された既定比率に従って、相対流量が設定されている。例えば、F１：F２：F３：F４が約36：18：6：40となる比率は、T１、T２、T３の相対温度を各々約300〜600℃、500〜900℃ 、600〜1000℃の範囲内に維持するのに用いられる場合がある。あるいは以下に説明されるように、特に追加原料の供給にあたり、増量に伴う燃焼の増加を補うため、各々約500〜600℃、700〜800℃、800〜900℃の範囲内というオプションもある。
【０３８９】
システム 120 はまた、システム120全体に動作可能なように配置された、様々な流量検出要素からなる。例えば、上で触れたように流量検出要素8124は、変換器 1200 への空気添加物供給と関連しており、この流量を調整するために、動作可能なように制御弁8122とつながっている。例えば、検出要素8114を介してSRS 7200内で検出された圧力損失への反応としてなどである。流量検出要素 8126はまた、SRS7200への合成ガス流を検出するためも提供される。そこから引き出される値は、流量減少への高速応答として空気添加物供給率を調節し、かつ原料供給率を調整するのに用いられる。例えば、より長期的な安定のためにはMSWおよび／またはプラスチック供給メカニズム各々9200と9250 を介した現在定義されている燃料ー空気混合比（例えば、現在使用中の（MSW+プラスチック）:（全付加空気供給量）の比率）に従ってなされる。これはまた、以下に説明されるように、システムが逆方向制御方式に従って操作されている場合特に有用である。この例においては、空気ー燃料混合比は、ほとんどの場合、約0〜4kg／kgの間で保たれ、通常操作時には、たいてい約1.5kg／kgである。フレアスタック9299への過剰なガス流を監視するため、流量検出要素 8128 が提供される場合がある。例えば、以下に説明されるように、開始時、緊急時、および／または順方向制御操作の間などである。
【０３９０】
図43と44は、合成ガスがSRS7200に達するにあたり、その組成を分析するためのガス分析器8130をも描いている。制御システムは、合成ガス燃料値と炭素含有量の決定にこのガス組成分析を使用し、燃料ー空気混合比とMSWープラスチック混合比を各々調整して、それによってMSWとプラスチック、各々の供給率の管理に資するよう設定されている。繰り返すがこの機能は、下記でより詳しく説明される制御システムの逆方向制御方式の実装において特に有用である。
【０３９１】
図58と59には描かれていないが、主室 2200 の典型的実施形態に関連して上記で説明されているのが、主室2200 内の様々な箇所、すなわち段階１、２、３各々2212、2214、2216において反応物の最高点を探知するよう設定された様々な検出要素の包含である。これらの検出要素は、主室2200内での効果的処理を増進するキャリアラム 2228、2230、2232などの横伝達手段の動きを制御するのに用いられる場合がある。このような例では、望まれる原料供給率の変動がキャリアラムシーケンス制御装置に伝達される必要があるように、キャリアラムシーケンス制御装置は実際の原料供給率の計算に双方影響するであろう。すなわち、キャリアラムシーケンス制御装置は原料供給率を調整するのに用いられることがある。キャリアラムシーケンス制御装置と通信している制御システムは、キャリアラムシーケンスにおける変化によって誘発された下流プロセスでの変動（例えば、様々な検出反応物の分布によって提起された問題に取り組むことなど）を相殺するのに用いられる場合がある。
【０３９２】
図45は、様々な検出特性値や制御装置（例、応答要素）、そして現在の例の制御システムにより用いられる運転パラメータを描いた制御フロー図を提供しており、そこでの相互作用は適切かつ効率的な原料処理を促すのにつながる。
１．この図において、変換器固形物レベル検出モジュール8250は、転送ユニット制御装置8252 を共同制御するよう設定されている。この制御装置は、転送ユニット8254 の動きを制御し、MSWとHCFの合計供給率8256を共同制御するよう設定されている。
２．合成ガス（製品ガス）炭素含有量検出モジュール8258（例えば、ガス分析器 8130から派生）は、MSW：HCF比率制御装置8260と動作可能なように結合している。これはMSW、HCFの各供給率各々8264と8266を制御するためであり、MSW：HCF比率制御装置はMSW／HCFスプリッタ8262を共同制御するよう設定されている。
３．合成ガス（製品ガス）燃料値決定モジュール8268（例、LHV＝c1*[H2]＋c2*[CO]、その際、c１とc２は定数で、[H2]と[CO]は、合成ガス分析器8130 から得られる）は、燃料ー空気混合比制御装置 8270に動作可能なように結合している。これはMSW／HCFスプリッタ8262と、転送ユニット制御装置 8252を対象として、MSWとHCFの合計供給率8256を共同制御するためである。
４．合成ガス流量検出モジュール8272は、全空気流量制御装置8274と動作可能なように結合している。これは全空気流量 8276 を制御し、MSWとHCFの合計供給率 8256を共同制御するためである。
５．プロセス温度検出要素モジュール8278は、温度制御装置8280と動作可能なように結合している。これは空気流量の分配8282（例、図２のF１、F２、F３、F４）とプラズマ熱8284（例、PHS1002 経由）を制御するためである。
この機器構成では、制御装置はLHV（例、合成ガスの [H2]と[CO]の分析から）に対する既得の特性値に基づいて、制御パラメータを計算するよう設定される場合がある。その目的は、下流アプリケーションに適した範囲の、あるいはエネルギー効率および／または合成ガス消費の増加につながる範囲内の合成ガス組成を得るのに、ガス化システム120に供給すべき空気添加物量を決定するためである。例えば、温度定数と圧力定数を設定することにより、または希望の設定点において、全体的システムパラメータは、以下に続く形式の線形計算を用いて、空気供給パラメータが十分な精度で予測されるよう実験的に定義される場合がある。
【０３９３】
0005547659.tif 000013
【０３９４】
a が特定のシステム設計と希望する出力特性に対する実験定数である場合、この方法を用いることにより、現在の例のガス化システム120は、プロセスの効率性と一貫性を最適化しながら規制基準を満たすよう、効率的かつ継続的に運転されるということが実証されている。
【０３９５】
図46は、様々な検出特性値や制御装置（例、応答要素）、そしてやや修正された制御システム設定により用いられる運転パラメータを描いた代替制御フロー図を提供しており、そこでの相互作用は適切かつ効率的な原料処理を促すのにつながる。
【０３９６】
この図において：
１．変換器固形物レベル検出モジュール8350は、転送ユニット制御装置8352 を共同制御するよう設定されている。この制御装置は、転送ユニット8354 の動きを制御し、MSWとHCFの合計供給率8356を共同制御するよう設定されている。
２．合成ガス（製品ガス）炭素含有量検出モジュール8358（例、ガス分析器 8130から派生）は、MSW：HCF比率制御装置8360と動作可能なように結合している。これはMSW、HCFの各供給率各々8364と8266を制御するためであり、MSW：HCF比率制御装置はMSW／HCFスプリッタ8362を共同制御するよう設定されている。
３．合成ガス（製品ガス）[H2]含有量検出モジュール8367（例、ガス分析器8130 から派生）は、燃料：空気比率制御装置8370と動作可能なように結合している。これは、転送ユニット制御装置、MSW／HCFスプリッタ8362、蒸気流計算、そして全空気流量を共同制御するようMSWとHCFの合計供給率 8356を共同制御するためである。
４．合成ガス（製品ガス）[CO]含有量検出モジュール8369（例、ガス分析器 8130から派生）は、燃料対蒸気比率制御装置8371と動作可能なように結合している。これは、蒸気添加率を制御するよう蒸気流量計算を共同制御するためである。（注：蒸気添加供給メカニズムは、変換器1200（図１と２には表示されない）と動作可能なように結合し、空気添加物を補って、合成ガス化学組成の精製に関与するよう提供される場合がある。）
５．合成ガス流量検出モジュール 8372 は、全空気流量制御装置8374と動作可能なように結合している。これは全空気流量8376を共同制御し、 MSWとHCFの合計供給率8356を共同制御するためである。
６．プロセス温度検出要素モジュール8378は、温度制御装置8380と動作可能なように結合している。これは、空気流量の分配8382（例、図44のF１、F２、F３、F４）とプラズマ熱 8384（例、PHS 1002 経由）を制御するためである。
【０３９７】
この機器構成では、制御装置は、[H2]と[CO]に対する既得の特性値に基づいて制御パラメータを計算するよう設定される場合がある。それは、下流アプリケーションに適した範囲の、あるいはエネルギー効率および／または製品ガス消費の増加につながる範囲内の合成ガス組成を得るために、ガス化システム120に供給すべき空気添加物と蒸気添加物の量を決定するためである。例えば、温度定数と圧力定数を設定することにより、または希望の設定点において全体的システムパラメータは、以下に続く形式の線形計算を用いて、空気供給パラメータと蒸気供給パラメータが十分な精度で予測されるよう実験的に定義される場合がある。
【０３９８】
0005547659.tif 000014
【０３９９】
a、b、c、および d が特定のシステム設計と希望する出力特性に対する実験定数である場合、当業者には理解されるはずであるが、線形システムへと簡略化されているものの、上記の例は追加の特性値を含むよう拡張され、またそれにより追加の制御パラメータの線形計算が提供される場合がある。より厳密な下流アプリケーションのためのプロセス変動をさらに制限するため、必要に応じて制御パラメータの計算を精密化するよう高次の計算が検討される場合がある。しかしながら、現在の例のガス化システム 120は、上記を用いることにより、プロセスの効率性と一貫性を最適化しながら規制基準を満たすよう、効率的かつ継続的に運転されるということが実証されている。
【０４００】
当然のことながら、一部あるいは全ての制御装置は連続運転も可能であるが、制御システムの様々な制御装置は、各々の値を調整するのに通常並列運転をする。その際、それらの値は絶対値（例：全空気流量）と相対値（例：燃料ー空気混合比）の両方を含みうる。
【０４０１】
上記で論じられるように、現在の例では、システム120開始動作の間、順方向（または供給主導の）制御ストラテジーが用いられる。そこでは変換器1200は固定MSW供給率で運転される。ガス化システム120は、この制御方式を用いて、プロセスの変動がガスエンジン9260やフレアスタック9299などの下流装置によって吸収されるのを可能にしている。過剰合成ガスによる小さなバッファが生成され、ゆえに小さな連続性フレアが用いられる。この通常量を超える余剰生成合成ガスは、残らずフレアに送られる可能性があり、フレア量を増加させる。合成ガスの生産におけるいかなる欠陥も、まずはバッファに食い込み、やがて発電機出力を減らすか（発電機は調整可能出力設定点を通して50〜100％の出力で運転されうる）、あるいは以下に説明されるように、制御システムによるさらなるシステム調整の実施が必要になる場合もある。この制御方式は、特に開始時と試運転段階に対して修正可能である。
【０４０２】
この順方向制御方式の主なプロセス制御目標には、HC7230 の圧力安定化、生成される合成ガスの組成安定化、主室2202における材料のパイル高制御、主室 2202 内の温度安定化、再編成室3202での温度制御、そして変換器処理圧力の制御などがある。
【０４０３】
GE/Jenbacherガスエンジン9260を使用する場合、製品ガスの最小圧力は約150ミリバール（2.18psig）であり、最大圧力は約200ミリバール（2.90psig）である。製品ガスの最大圧力変動率が約10mbar／秒（0.145psi／秒）であるのに対し、燃料ガス圧力の許容変動は約＋／−10％（＋／−17.5ミリバール、＋／−0.25psi）となっている。ガスエンジン9260 には供給圧力における小さなかく乱を処理できる吸入口調節装置があり、配管におけるホールドアップとHCは、これらの変化をいくらか弱めるよう働く。しかしながら、適切な圧力レベルを維持するために、制御システムは作動にはなお高速運転制御ループを用いる。前述のように、この制御方式における変換器1200は十分なMSW供給率で運転され、その結果生成される余剰生成合成ガスの小バッファは絶えずフレアされる。そのため、HC7230の圧力制御は単一圧力制御ループとなる。そこではHC7230からフレアスタック9299への回路上にある圧力制御弁は、HCの圧力を適切な範囲内に保つよう調節される。
【０４０４】
制御システムは、一般的に生成される合成ガスの組成を安定させるよう働く。ガスエンジン9260は、過度な変化率でないという条件付きで、広範囲の燃料値での動作が可能である。この例に関連した低位発熱量（LHV）への変更許容率は、30秒ごとの合成ガスLHVにおいて１％以下の変動である。水素ベースの燃料では、燃料ガスは単独でわずか15%の水素で十分であり、LHVも50btu／scf（1.86MJ／Nm3）ほど低い場合もある。約２分の合成ガス生産を提供することにより、システム容量とHC7230 はLHVの変化率を安定させる助けとなる。
【０４０５】
この制御方式では、製品ガスの組成はHC7230の吸入口、またはその近くに設置されたガス分析器8130によって測定されうる。この測定に基づき、ガス燃料値を安定させるために、制御システムは、燃料ー空気混合比（つまり空気添加物供給空気に対し、MSW供給率を少し増加／減少させる）を調節することができる。空気添加物に対するMSWまたはプラスチック、どちらかの供給増加がガス燃料値を増加させる。しかし当然のことながら、ガス化システム120の総合的な実装によっては、この制御動作は比較的長い応答時間を有する場合があり、短期的変動に対応するより、そういうものとして長期的なドリフトの防止に転向される場合もある。
【０４０６】
プラスチック供給は、それ自体はるかに豊かな燃料源（例、MSWの約2倍のLHV）であるものの、通常約1：20（0〜14%）の比でMSWに加えられる。そのためこの例に従うと、システムに加えられる燃料という点では主役ではない。ガス化システム 120にプラスチックを加えすぎるのは非経済的にもなりうるため、プラスチック供給は、主制御というよりむしろ調整用として用いられる。一般的にプラスチック供給は、ガス分析器 8130で測定されるように、ガス化システム 120 を出る合成ガス中の全炭素を安定させるため、必要に応じて調整された比で全供給量に対して比例する。よって、これにはMSW燃料値における変動を抑える効果がある場合もある。
【０４０７】
加えて、変換器1200内の安定したパイル高を維持するのに役立つよう、反応物堆積レベル制御システムが用いられる場合がある。安定したレベル制御は、プロセス空気注入からの材料の流動化を防ぎ、制限された空気流量によるパイルを通した不十分な温度分散を防ぐこともある。前者は低レベルでも起こる可能性があり、後者は高レベルで起こることが多い。安定したレベルの維持はまた、一貫した変換器滞留時間の維持にも役立つ。主室 2202の一連のレベルスイッチは、例えばパイルの深さを測定するのに用いられる場合がある。この例におけるレベルスイッチには、変換器の一方にエミッタをもち、他方にレシーバーをもつマイクロ波装置が含まれることがあり（しかしそれに限定されない）、この装置は変換器1200内のその段階での材料の有無を検出する。主室 2200にあるのは通常、供給率とキャリアラム運動（キャリアラム運動）、そして重要性は下がるが変換効率の機能である。
【０４０８】
この例では、主室2200からチャーを排出するために、ステージ３キャリアラムが固定されたストロークの長さと頻度で動くことにより変換器処理量を設定している。ステージ２キャリアラムは、材料をステージ３まで押し出すのに必要なところまで続き、動いてステージ３のステージ開始レベルスイッチの状態を「フル」に変更する。ステージ１キャリアラムは、材料をステージ２まで押し出すのに必要なところまで続き、動いて、ステージ２のステージ開始レベルスイッチの状態を「フル」に変更する。全てのキャリアラムはその後、同時に回収され、シーケンス全体が繰り返される前に計画的遅延が実行される。キャリアラムにより誘発される過剰なかく乱を避けるために、連続ストロークの長さ変化をレベルスイッチが要求する分以下に制限するため、追加の設定が用いられる場合がある。キャリアラムは変換器底部での過熱状態を防ぐため、かなり頻繁に移動される場合がある。さらに沈滞材料が蓄積し、ステージの終わり近くで塊になるのを防ぐため、各ステージの終わりまでの完全伸展キャリアラムストロークが時々起こるようプログラムされる場合がある。当業者にとっては明らかだが、この点で本発表の一般的領域と性質から外れることなく、他のキャリアラムシーケンスが検討される場合もある。
【０４０９】
変換効率を最適化するため、本発明の一つの実施形態に従い、材料はできるだけ高温で、できるだけ長時間維持される。上限温度は材料が溶解し、塊になり始めるのを避けるために設定される（例、クリンカーを形成）。このクリンカーは利用可能表面積、従って変換効率を減らし温度問題を悪化させ、塊の形成を加速させる一方で、パイル内の空気流が凝集塊のまわりを迂回する原因となり、キャリアラムの通常動作に干渉し、さらに残さ除去スクリュー2209の詰まりによるシステム停止を引き起こす可能性がある。パイル中の温度分配は、第二の種類の塊形成を防止するよう制御されることがある。この場合、プラスチックは溶けて残りの材料の結合材として働く。
【０４１０】
一つの実施形態では、プロセス空気の流れを特定のステージに変更することにより、パイル内の温度制御が達成される（つまり、事実上燃焼である）。例えば、下部室の各ステージに提供されるプロセス空気流は、各ステージでの温度を安定させるため、制御システムにより調整される場合がある。高温箇所を粉砕するため、追加のキャリアラムストロークを利用した温度制御が用いられる場合もある。一つの実施形態では、各ステージの空気流量は、実質上一定な温度とステージ間の温度比を維持するよう既定されている。例えば、全空気流量の約36％がステージ１に、約18％がステージ２に、そして約6％がステージ３に運ばれる場合があり、残りはGRS（例、全空気流量の40％）に運ばれる。もしくは、主室と第二次室、および／またはGRS3200の各ステージ内で起こるプロセスと温度を調整するよう、空気供給比率は動的に変化する場合がある。
【０４１１】
プラズマ熱源動力（例、プラズマトーチ動力）も、GRS3200（例、再編成室出力）の出口温度を安定させるよう、約1000℃の設計設定点において調整される場合がある。これは、主室 2202で形成されたタールやすずが完全に分解されるのを保証するために用いられる場合がある。合成ガスの燃焼とともに熱エネルギーを放出することにより、プロセス空気の再編成室3202への追加が熱負荷の一部を担う場合もある。従って、トーチ動力を良好な動作範囲に保つために、制御システムはプロセス空気流量を調節するよう設定される場合がある。
【０４１２】
さらに、均質化サブシステム供給口近くに描かれた、合成ガス送風機6250の速度を調整することにより、変換器圧力が安定化する場合がある。送風機の最小動作周波数以下の速度では二次的制御が優位となり、再循環弁を代わりに調整する場合がある。いったん再循環弁が完全に閉じた状態に戻ると、主制御が再関与する。一般的に、圧力センサー8110は、制御システムを介して送風機6250 と動作可能なように結合している。制御システムは、例えば約20Hzの周波数でシステム内の圧力を監視し、適切な応答要素8113を介して送風機速度を調整するよう設定されている。その応答要素は、システム圧力を希望する値の範囲内に保つよう、動作可能なようにそこへ結合している。
【０４１３】
第二次室の出口に直結したスラグ室においては、残さ溶融操作も連続運転で実行される。バグハウス6230からの微粒子の細流は空気ノズルを介し、またはさらなる処理のための専用ポートを通してスラグ室に注入されることもある。
【０４１４】
RCS4200は、300kWプラズマトーチ4230 と溶融スラグ排出口4226が設置された、小さな断熱内張りされたスラグ溶融室（RCC）4220である。この例では、残さはRCC4220に直接落下し、そこでプラズマトーチプルーム4230と近接することにより溶融する。
【０４１５】
残さ処理の制御上、溶融操作に十分な温度を維持するため、プラズマトーチ4230 の動力は必要に応じて調整される場合がある。RCC4220温度器具類（例、温度検出要素8106）には、例えば、向けられた表面の表面温度を測定する２つの光学温度計（OT's）、溶融プールの上のセラミック熱泉に設置された３つの蒸気空間熱電対、そして外部金属シェル上に設置された５つの外表皮膚搭載の熱電対などがある。RCC4220はまた、RCC4220内のプロセス圧力（例、圧力検出要素 8112）を測定するための圧力トランスミッタを含む場合もある。
【０４１６】
ここで考えられる一つの溶融温度制御ストラテジーは、OTの温度を直接測定することである。ほとんどのMSW成分の溶融温度より上であることが知られる1400〜1800℃の範囲の設定点が制御装置に入力される。その後、この設定点を満たすようトーチ動力は必要に応じて調整される。
【０４１７】
一般的に、レベルは直接は測定されず、OTの温度と蒸気空間熱電対の両方により推測される。もし温度が温度設定点を下回れば、これは非溶融材料がある兆候であり、残さの供給率を一時的に遅らせるかまたは最終手段としてRCS4200を停止するのに連動装置が用いられる。材料の流量は、例えば、駆動モーター可変周波数ドライブ（VFD's）を介したRCC供給スクリューコンベア速度を調整することにより制御される場合がある。プラズマトーチ4230溶融率の性能内で許容範囲の温度制御を確保し、非溶融材料によるRCC4220 での高レベルを防ぐため、供給率が必要に応じて調整される場合がある。一般的に、第二次室には残さのホールドアップ能力がいくらかあることもあるが、持続的な運転は、RCC4220に定常状態での残さ生産に見合う十分な溶融能力があるかどうかにかかってくる。
【０４１８】
RCC 4220内の圧力は、容器の蒸気空間（例、要素8112）と接触している圧力トランスミッタにより監視される場合がある。一般的に、RCC4220の動作圧力は、どちらの方向でも（固形残留粒子の流量のみ）スクリューコンベアを通ったガス流にとって最小限の原動力で済むよう、第二次室の動作圧力といくらか釣り合っている。下流の真空生産装置（合成ガス送風機）により除去されているガス流を制限することができるガス出口列に制御弁8134が提供される。DCS PID制御装置は、希望する運転圧力を達成するために必要なバルブの位置を計算する。
【０４１９】
開始段階を過ぎ、ガス化システム 120バックエンドのガスエンジン9260がプロセスを推進するところでは、逆方向制御または需要主導型制御が用いられる場合がある。ガスエンジン9260は、燃料ガス（例、製品ガス）のエネルギー量と生成される電力に応じて毎時一定の燃料容量を消費する。したがって、この制御システムの高レベルの目標は、合成ガスのフレアが減少、さらには除去され、消費MSWトン当たりの生成電力が向上、できれば最適化されるよう合成ガスの生産をその消費に十分釣り合わせながら、十分なMSW／プラスチック供給がガス化システム120に入り、発電機を常時全出力で運転するのに十分なエネルギー量の合成ガスに変換されるようにすることである。
【０４２０】
一般的に、上記の順方向制御方式は、逆方向制御方式のサブセットからなる。例えば、MSW1トン当たりの生成電力、あるいは他のこうした消費原料の量を増やしながら合成ガスのフレアを減らすために、制御システムがいかにより精密化されても、上記の構想に記載の全てではないにしろ多くのプロセス制御目標は、実質的に維持される。増強されたプロセス制御を提供し、プロセス効率の増加と下流アプリケーションへの効用を得るために、生産される合成ガス流は、ガスエンジン9260 によって消費される燃料と事実上釣り合っている。よって、これが縮小フレア、あるいは他の方法では、ガス化システム120からの過剰な製品ガスの処分を減らし、ガス生産が下流アプリケーションの運転維持に不十分となる可能性を少なくしている。そのため理論的には、制御システムは、下流アプリケーション（例、ガスエンジン／発電機）がプロセスを推進するよう実装された逆方向制御（または需要主導型制御）になる。
【０４２１】
一般的に、変換器1200からの合成ガス流を安定させるため、短期的にはガス流の変動に対する迅速な応答を提供しながら、変換器1200への空気添加物供給流が調整されることがある。ガス流の変動は通常、原料品質変動における変化に起因すると考えられている（例、原料湿度および／または熱量の変動）。一般的に、空気流の調整により誘発された効果は、通常音速でシステム内に伝播する。これに反してMSWおよび／プラスチック供給率の調整もシステム出力に大きく影響するが（例、合成ガス流）、原料は変換器1200内において比較的長い滞留時間をもつため（例えば、この特定の例においては最大45分かそれ以上）、このような調整に関連したシステム応答時間は通常、約10〜15分の範囲で変動する。これは短期的には、望まれない運転条件（例、燃やされる過剰ガスや最適運転に不十分なガス供給、連続運転に不十分なガス供給など）を避けるために、適時に製品ガスに作用するには不十分な場合がある。MSWの水分含有量によっては、約２〜３分で蒸気が生成される場合があるため、空気流の増加より遅めの反応が未だある一方で、MSW供給率の増加はプラスチック供給の増加より速い反応をもたらす場合がある。
【０４２２】
従って、全空気流の調整により、圧力制御のための可能な限り最速の運転ループが通常提供され、それにより下流アプリケーションのための供給流要件を満たす。加えて、変換器1200内には大量の材料在庫があるため、下部室に空気あるいは他のこうした添加物をさらに加えることによってガスが必ずしもそれに比例して薄まるとは限らない。追加の空気はパイルの中へさらに浸透し、より高くにある材料と反応する。反対に加える空気量を減らすと、直ちにガスは濃縮されるが、最終的には温度の低下と反応率／合成ガス流の減少を引き起こす。
【０４２３】
従って、図60に示されるように、全空気流は通常、材料供給率（MSW＋プラスチック）に比例し、それによって添加物供給の増加は原料供給率の増加を引き起こす。これに従い、合成ガス流を安定化する長期的解決策を提供するため、追加供給の効果は最終的に観測される一方で、制御システムは空気増加の効果がすぐ確認できるように調整される。MSW／プラスチック供給率を上げるのと、増加した合成ガス流を確認する間のむだ時間をうめるためのシステム力学によっては、一時的に発電機出力を下げることが検討される場合もあるが、異常な原料条件に直面していない限り、これは不要あるいは期待されないかもしれない。この例においては、下流アプリケーションに適したガス特性の維持に、空気流の調整（最速の運転制御ループ）と燃料ー空気混合比と全燃料比（双方とも長期的応答）の調整が好まれる一方で、MSWープラスチック供給率制御は、不可欠ではないが長期的変動をならすのに役立つ追加の制御装置として働く場合がある。
【０４２４】
この例においては、MSW水分含有量は通常、０〜80％まで変化し、熱量は約3000〜33000kJ／kgまで変化する。そして、HCは２分の滞留時間と通常約210ミリバールの圧力を有する。約150ミリバールのエンジンに対する最小供給圧力を超えずに、約＋／−60ミリバールの変動は可能である。圧力は、制御システムなしでは最大約1000ミリバールまで変動の可能性があり、ゆえに要望どおり一定の負荷でガスエンジン9260を運転するために、長期的流量変動は制御システムによって最大４倍（あるいは75％）まで積極的に低減される。さらに、変換器ガスの圧力変動は、制御システムなしでは約25ミリバール／秒まで到達可能であり、これはこの例のエンジンの約10ミリバール／秒の約2.5倍（または約60％）最大である。従って、本発明の制御システムは、短期的プロセス変動を少なくとも2.5倍（60％）、長期的プロセス変動を約４倍（75%）の差で低減することが可能である。この例におけるHC7230 の使用は、短期的変動を減らすのに役立つ。
【０４２５】
（実施例2）
都市固形廃棄物（MSW）処理システム、プラスチック処理システム、ガス再編成システム（GRS）、合成ガスー空気熱交換器、ガス調整システム（GCS）、合成ガス規制システム、ガスエンジン、そしてフレアスタックは、実質的に例１の説明と同じであるという意味で、ガス化施設の構造と設計は、上記に説明された通りである。
【０４２６】
図62を参照すると、MSWとプラスチックは、原料供給口2204と２ゾーン炭素変換システムと通信している排出口をもった回転窯（当技術分野では）主室 （として知られる）2200に供給される。加工原料（例、チャー）と合成ガスは、回転窯を出て２ゾーン炭素変換システムに入る。チャーの中の未反応炭素は、炭素変換システムの炭素変換ゾーン111内でガス製品に変換され、回転窯主室で生成されたガスと結合する。結合されたガスは、ガス出口を通って２ゾーン炭素変換システムを出て、（上記説明の通り）ガス再編成システム（GRS）3200に入る前に、必要に応じて一つまたは複数のプラズマ熱源 3208 を装備して導管を通過する。実質的に炭素を含まない固形残留物（つまり、灰）は、２ゾーン炭素変換器のスラグゾーン113内でプラズマ熱にさらされ、変換器を出る前に溶融する。
【０４２７】
（実施例3）
ガス化施設の構造と設計は、ガス化装置を除いて例１と同様であり、そのガス化装置については以下に説明される。
【０４２８】
図63を参照すると、主室2200は、断熱内張りされた水平方向の室 2202からなり、原料供給口2204、ガス排出口2206、チャー排出口2208、そして様々なサービスポート2220とアクセスポート2222をもつ。主室2202は、傾斜した床をもつ断熱内張りされた鉄溶接物である。
【０４２９】
チャー排出口は、チャーを主室から引き出し２ゾーン炭素変換システムに直接供給する抽出スクリュー 2209から構成されるチャー抽出装置を備えている。
【０４３０】
断熱体は複数層設計になっており、高温、摩耗、浸食や腐食に耐える内側の高密度クロミア層、中温耐性と断熱因子をもつ中央の高密度アルミナ層、そして、腐食や摩耗にさらされないため使用が可能な非常に高い断熱因子をもった外側の超低密度断熱材物質からなる。断熱体は主室の金属シェルの内側を覆っている。
【０４３１】
床は部分的に穿孔されており2270、そこを通って加熱空気が導入される。処理中に空気穴が塞がるのを防ぐため、空気穴のサイズは制約物を生み出し、よって各穴の向こうで圧力降下が生じるよう選択される。この圧力降下は廃棄物粒子が穴に入るのを防ぐのに十分である。穴は粒子が穴につまるのを予防するため、上面に向かって外側に先細りしている。加えて、横伝達ユニットの動きは穴を塞いでいるいかなる物質も押しのけることができる。
【０４３２】
材料の床に沿った動きは、横伝達により促進される。横伝達のためのシステムは、制動チェーンまたはコンベアシステムから構成される可能性がある。制動チェーンあるいはコンベアシステムを動かす動力は、変速機とローラーチェーンシステムを介してラムを駆動する外付け電気モーターにより提供される（例１で説明された通り）。モーターは、開始や停止位置、運動速度、そして運動周波数を統御できる総合制御システムにより制御される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図１６Ｄ】
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【図４７】
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