(57)【要約】  本発明は、以下の諸工程を含む、植物バイオマス供給原料（Ｂ）を焼成する方法に関する：熱発生手段（Ｇ）を使用する処理ガス流の発生；熱基材として知られている高温度の材料層の発生；処理ガス流を用いるバイオマス供給原料（Ｂ）の処理であって、前記処理ガス流が、処理中にバイオマス供給原料（Ｂ）に由来する水蒸気及び可燃性熱分解ガスを含むガス諸要素でロードされている（being loaded）、前記処理；並びに積載ガス流の少なくとも一部を、上述の熱基材を通して通過させることによる、水蒸気の少なくとも一部の再循環。本発明はまた、植物バイオマス供給原料（Ｂ）を焼成するシステムにも関する。
2009541569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物バイオマスロード（Ｂ）を焼成する方法であって、前記方法が以下の段階：
−  熱発生手段（Ｇ）による処理ガス流の発生であって、前記処理ガス流が本質的にＣＯ２からなる不活性ガスである、前記発生；
−  熱基材とよばれる高温度の材料床の発生；
−  前記処理ガス流を用いる前記バイオマスロード（Ｂ）の処理であって、前記処理ガス流が、前記処理中の前記バイオマスロード由来の水蒸気及び揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を含むガス状成分を積載する、前記処理；並びに
−  前記熱基材を通して前記積載ガス流の少なくとも一部を通過させることによる、前記水蒸気の少なくとも一部の再循環；
を含む、前記方法。
【請求項２】
反応性の熱基材が、本質的に高温度の炭素含有成分からなることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
熱基材の発生が、Ｏ２下に焼成されたバイオマスの燃焼を含み、前記燃焼により高温度の炭素含有成分を産生することを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
熱基材が、前記基材の中心への酸素の注入により制御される温度で燃焼していることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
積載ガス流が熱基材を通して通過する間に、バイオマスロード（Ｂ）に由来して前記積載ガス流中に存在する有機ガス状成分の燃焼を更に含み、前記燃焼によって、前記方法で直接に使用することができる熱エネルギー及び／又は専用システム手段（ＶＡＰ）による電力が産生されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
交換器（Ｅ１）で発生する水蒸気の少なくとも一部からの電気のコジェネレーションを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
処理ガス流中で使用することができるガスを回収するために、積載ガス流の再循環を更に含むことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
積載ガス流が熱基材を通って通過した後、再循環が前記ガス流の濾過を含むことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
焼成用ガス流の発生が、焼成されたバイオマスのＯ２下での燃焼を含み、前記燃焼が、本質的にＣＯ２からなる燃焼ガスを産生することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
本質的に二酸化炭素ＣＯ２からなる残留ガスを回収するために、燃焼ガスに含有されるＨ２Ｏ成分凝縮の予備的段階を含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
二酸化炭素を液相に凝縮して回収するために、残留ガスの一部の圧縮を更に含むことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
残留ガスが、少なくとも１つの熱交換器（Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３）を通って移動して、処理温度を獲得し、次いで処理サイクルに戻されて、焼成されるべきバイオマスロード（Ｂ）の処理に使用されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
残留ガスを処理温度まで上げるのに必要な熱エネルギーを、焼成されたバイオマスの燃焼によって得ることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
処理ガス流を固体燃料の燃焼によって発生させ、前記燃焼が熱基材の少なくとも一部をも発生させることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載する方法。
【請求項１５】
植物バイオマスロード（Ｂ）を焼成するシステムであって、前記システムが：
−  本質的にＣＯ２からなる不活性処理ガス流と、熱基材とよばれる高温度の材料床とを発生させるために設けられる発生手段（Ｇ）；
−  前記バイオマスロード（Ｂ）を受け入れて前記処理ガス流にさらすために設けられる処理ユニット（１）であって、前記処理ユニット（１）が、処理炉（１０）と処理炉（１０）中にバイオマスロード（Ｂ）を供給し、そして、前記処理炉（１０）から前記バイオマスロード（Ｂ）を取り出す手段（１７，１９，２１，２２，１９１，１９２）とを含む、前記処理ユニット（１）；並びに
−  発生手段（Ｇ）と処理ユニット（１）との間の連絡のために設けられるガス交換手段（１５，１６）；
を含む、前記システム。
【請求項１６】
発生手段（Ｇ）が、固体燃料の燃焼により処理ガス流を発生させるために設けられる、前記固体燃料の燃焼のためのデバイス（Ｒ）を含むことを特徴とする、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
発生手段（Ｇ）が、固体燃料の燃焼のためのデバイス（Ｒ）を含み、前記デバイス（Ｒ）は、前記固体燃料の燃焼により熱基材の少なくとも一部を形成するように配置されることを特徴とする、請求項１５又は１６に記載のシステム。
【請求項１８】
発生手段（Ｇ）が、処理ガス流の少なくとも一部を発生するために設けられる熱発生器（Ｇ）を含み、前記発生器（Ｇ）は、熱基材の少なくとも一部を発生するためにも設けられることを特徴とする、請求項１５〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
熱発生器（Ｇ）が、固体燃料及びガス状燃料の燃焼を可能にする、熱反応器（Ｒ）若しくは固体燃料炉又は混成デバイスを含むことを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
熱発生器（Ｇ）が、伝熱流体の循環による冷却用のシステムを備えることを特徴とする、請求項１８又は１９に記載のシステム。
【請求項２１】
熱発生器が火格子式炉を含み、前記火格子式炉は熱基材を受け入れるために設けられ、そして、処理ユニット（１）に由来する積載ガスの移動を生じさせるように配置されることを特徴とする、請求項１８〜２０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
火格子式炉が、伝熱流体の循環による冷却用システムを備えることを特徴とする、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
熱発生器が、酸素を注入する手段を含むことを特徴とする、請求項１８〜２２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
熱発生器が、バイオマスロード（Ｂ）の焼成により、及び／又は、固体燃料の不完全燃焼により発生する熱分解ガスの後燃焼室を含むことを特徴とする、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２５】
熱発生器が、少なくとも１つの熱交換器（Ｅ１，Ｅ２）を含み、前記熱交換器（Ｅ１，Ｅ２）は、燃焼ガスと処理ガス流との間か、又は、本質的に飽和水蒸気からなる流体と処理ガス流との間のいずれかの熱交換を生じさせるために設けられ、前記流体が、本質的には、バイオマスロード（Ｂ）の焼成からか、又は、前記システム一部の冷却回路からかのいずれかに由来する水蒸気からなることを特徴とする、請求項１８〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
炉（１０）が、バイオマスロードの処理用スペースを規定する外円筒（１１）に収容された内円筒（１２）を含む円筒型アセンブリ（１０）であり、前記内円筒（１２）が、焼成されるべき植物バイオマスロード（Ｂ）を受け入れることを特徴とする、請求項１５〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
外円筒（１１）と相対的に、内円筒（１２）が、長手方向軸（Ａ１）のまわりで回転する自由を提供されることを特徴とする、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
内円筒（１２）の壁が穿孔されることを特徴とする、請求項２６又は２７に記載のシステム。
【請求項２９】
内円筒（１２）が、その内壁上に少なくとも１つの突起（１２１）を有し、前記突起（１２１）が、処理の間で、バイオマスロード（Ｂ）の同伴及び混合を確実にすることを特徴とする、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３０】
外円筒（１１）が断熱シェル（１１１）を有することを特徴とする、請求項２６〜２９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３１】
内円筒（１２）を包み、そして、バイオマス供給（Ｂ）の処理スペースを区切る固体内壁を、外円筒（１１）が有することを特徴とする、請求項２６〜３０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３２】
処理ガス流をバイオマスロード（Ｂ）全体の上に分配するように、前記処理ガス流を処理スペースの下部のほうに向かって方向づけるために、処理炉（１０）が、円筒（１２）のほぼ全長上にそらせ板（１３２）を含むことを特徴とする、請求項２６〜３１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３３】
処理炉（１０）が、少なくとも２つのブラシ（１８）を有し、前記ブラシは、処理ガス流を処理炉（１０）中に供給するためのゾーン（１３）とバイオマスロード（Ｂ）の処理後のガス流を抽出するためのゾーン（１４）とを区切るように、一方では、外円筒（１１）の内壁と接触して取り付けられ、他方では、内円筒（１２）の外壁の間に接触して取り付けられることを特徴とする、請求項２６〜３２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３４】
内円筒（１２）に付着したバイオマスロード（Ｂ）の粒子を除去するように、ブラシ（１８）が、内円筒（１２）の外壁にブラシをかけるように配置されることを特徴とする、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
処理炉（１０）が、処理スペース中への処理ガス流の供給用パイプ（１５）を更に含むことを特徴とする、請求項２６〜３４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３６】
ガス流供給用パイプ（１５）が、断熱されていることを特徴とする、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
処理炉（１０）が、処理ガス流の抽出用パイプ（１６）を更に含むことを特徴とする、請求項２６〜３６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項３８】
処理ガス流の抽出用パイプ（１６）が、断熱されていることを特徴とする、請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
処理炉（１０）が、処理ゾーン中への液体ＣＯ２の注入用パイプ（１３１）を含むことを特徴とする、請求項２６〜３８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４０】
処理ユニット（１）が、長手方向軸（Ａ１）のまわりで内円筒（１２）の回転を与えるように配置される駆動手段（２５）を更に含むことを特徴とする、請求項２６〜３９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４１】
内円筒（１２）及び外円筒（１１）の一端部（ＥＯ）が、処理前に内円筒（１２）中へのバイオマスロード（Ｂ）の導入を可能にし、そして、処理後に前記バイオマスロード（Ｂ）の抽出を可能にする、開口部を含み、他端部（ＥＦ）は閉鎖されていることを特徴とする、請求項２６〜４０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４２】
処理の間に、前記開口部が、ピストン（２４）により作動する密閉手段（２３）によって堅く閉鎖されることを特徴とする、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
処理ユニット（１）が、処理炉（１０）の水平位置決め用の手段（２１，２２）を含むことを特徴とする、請求項２６〜４２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４４】
処理ユニット（１）が、水平軸（Ａ２）のまわりで円筒型アセンブリ（１０）を旋回させるように配置される手段（１９１，１９２）を含むことを特徴とする、請求項２６〜４３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４５】
処理ユニット（１）が、処理後にバイオマスロード（Ｂ２）を受け入れるための手段（１７）を含むことを特徴とする、請求項２６〜４４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４６】
装填位置とよばれる位置（８１）において、円筒型アセンブリ（１０）が、垂直に位置決めされ、その端部（ＥＯ）が、処理されるべきバイオマスロード（Ｂ１）を内円筒（１２）中に供給し得るように、頂部にある内円筒（１２）及び外円筒（１１）中に開口部を有することを特徴とする、請求項２６〜４５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４７】
排出位置とよばれる位置（８８）において、円筒型アセンブリ（１０）が、垂直に位置決めされ、その端部（ＥＯ）が、処理されたバイオマスロード（Ｂ２）が受入手段（１７）に集められるように、底部に位置決めされる内円筒（１２）及び外円筒（１１）の開口部を有することを特徴とする、請求項２６〜４５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４８】
プロセス位置（process position）とよばれる位置（８４）において、円筒型アセンブリ（１０）が、水平に位置決めされ、内円筒（１２）及び外円筒（１１）の開口部が、密閉手段（２３，２４）によって堅く閉鎖されることを特徴とする、請求項２６〜４５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項４９】
処理スペースを永続的に低圧力に維持するように設けられる手段であって、前記処理スペースからガス混合物を抽出するための前記手段を更に含むことを特徴とする、請求項２６〜４８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５０】
水蒸気発生デバイスを更に含むことを特徴とする、請求項１５〜４９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５１】
エネルギーのコジェネレーション又はトリジェネレーションのための手段を更に含むことを特徴とする、請求項１５〜５０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５２】
Ｏ２の貯蔵及び／又は分配のための手段（Ｏ２）を更に含むことを特徴とする、請求項１５〜５１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５３】
ＣＯ２の貯蔵及び／又は液化及び／又は分配のための手段（ＣＯ２）を更に含むことを特徴とする、請求項１５〜５２のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、植物バイオマスロード（load of plant biomass）及びより具体的には木材ロード（load of wood）を焼成する方法及びシステムに関するものである。
【０００２】
本発明の分野は、植物バイオマスロード及び特に木材ロードを焼成する分野である。
【０００３】
植物バイオマスは、再生可能な原料であり、燃焼時に放出されるそのエネルギーポテンシャルは石炭のそれに酷似している。その熱的向上の様式に応じて、植物バイオマスは、エネルギー効率３５％〜１００％を有し得る。これは、水を吸い上げる植物繊維の「親水性」に起因しており、その水の除去がエネルギーを消費する。乾燥植物バイオマスの平均低位発熱量（ＬＨＶ）は、約１８１００ｋＪ／ｋｇである。
【０００４】
植物バイオマスに対して熱的向上のための特定の方法論を適用することにより、最終生成物を、その高位発熱量（ＨＨＶ）の理論値、すなわち３２７５０ｋＪ／ｋｇまでもたらすことができる。このエネルギーポテンシャルの増加は、植物バイオマスに、及びより具体的にはその化学的特性に特有のものである。最終生成物キログラム当たりのこのＨＨＶ増加は、その元の内部エネルギー（intrinsic energy）値を消費して出発バイオマスを分解することにより生ずる。従って、無水バイオマス１ｋｇの可燃成分のＨＨＶは、平均値２３６００ｋＪ／ｋｇに達し得ることが分かった。現行のプロセス条件で同じ乾燥をしたバイオマスは、通常の平均ＨＨＶ１９１００ｋＪ／ｋｇを有する。
【０００５】
最適化の原理の一つは、炭素重量百分率を増加させるように、無水物質（matter）に含有される酸素量を減少させることである。焼成が、この結果を達成するために現在使用される方法の一つである。
【０００６】
焼成のためには、バイオマスロード（load of biomass）を、温度２８０〜３２０℃まで加熱しなければならない。これらの温度は高温度であり、木材ロードをこれらの温度まで加熱するのに消費されるエネルギーは、かなりのものであり、現在使用されている焼成方法の全体効率に重圧を加えている。
【０００７】
本発明の目的の一つは、現在使用されている方法及びシステムよりも良好な収率を与える、植物バイオマスロードを焼成する方法及びシステムを提案することである。
【０００８】
本発明の別の目的は、バイオマスロードを焼成するのに既存の方法及びシステムよりも少ない外部エネルギー供給量を必要とする、植物バイオマスロードを焼成する方法及びシステムを提案することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、既存の焼成システムが有するよりも良好な、最適環境パフォーマンスを表す、焼成の方法及びシステムを提案することである。
【００１０】
本発明は、植物バイオマスロードを焼成する方法により前記問題を克服することを提案するものであって、以下の段階：
−  熱発生手段による処理ガス流（treatment gas stream）の発生；
−  熱基材（thermal base）とよばれる高温度の材料床（bed of material）の発生；
−  前記処理ガス流を用いる前記バイオマスロードの処理であって、前記処理ガス流が前記処理中の前記バイオマスロード由来の水蒸気及び可燃性熱分解ガスを含むガス状成分を積載する（being laden）、前記処理；並びに
−  前記熱基材を通して前記積載ガス流（laden gas stream）の少なくとも一部を通過させることによる、前記水蒸気の少なくとも一部の再循環；
を含むものである。
【００１１】
本発明による方法は、本質的に高温度の材料床からなる熱基材を用いる。次いで、高温度のこの材料層（layer of material）は、ガス状成分及び特に水蒸気を積載する処理ガス流を再循環するのに使用される。処理ガス流の再循環では、熱基材を通して積載ガス流を通過させることにより、積載ガス流中に含有されるエネルギーの一部を回収することが可能となる。そのような再循環は、既存の焼成方法及びシステムと比較して、よりよい焼成効率／収率、焼成に必要な外部エネルギー供給のエネルギー減少、及びより少ない汚染を提供することができる。
【００１２】
本発明による方法の特定の実施態様においては、熱基材は、本質的に最適化された植物バイオマスロードからなり、その燃焼は、高温度を得ることを可能にする最適条件下で実施される。次いで、高温度のこの材料層は、本発明による処理方法で使用されるガス流を再循環するのに使用される。このガス流は、焼成されるべきバイオマスの処理後のガス状成分（特に、原料に含有された水蒸気）と、焼成の過程でガス化された有機化合物とを積載する。処理ガス流を再循環することにより、出発バイオマスから抽出された水蒸気中に含有されるエネルギーの一部を回収することが可能となる。揮発性有機化合物（volatile organic compounds:ＶＯＣ）を含有する熱分解ガスを積載するガス流を、熱基材を通して通過させることにより、高温度でのそれらの燃焼が可能となり、放出エネルギーの利用が可能となる。この再循環は、植物バイオマスの焼成効率を最適化して、環境を保護する：
−  原料から抽出された水蒸気の再循環及びその抽出のために付加されたエネルギーの回収は、本方法で使用されるエネルギー消費量を大いに減少させる、
−  焼成プロセスの過程でガス化された有機化合物の燃焼は、完全であり得る。それは、有機化合物が高温度にあり、従って任意の基本的凝縮（elementary condensation）が可能でないガス状態にある間に実施される。それらの燃焼は化学量論的であり、環境に対する影響を及ぼさない、
−  有機化合物の燃焼により放出されるエネルギーは、焼成プロセスの必要性を満たし得る、
−  残留エネルギーは、プロセスを開始するのに使用されるエネルギーよりも大きく、他の応用が使用する又は使用するであろうエネルギーに取って代わることにより、他の応用の利益になり得る。
【００１３】
有利には、処理ガス流は、本質的にＣＯ２からなる。
【００１４】
更に、本発明による方法で発生する熱基材は、本質的に高温度の炭素含有成分からなる。
【００１５】
熱基材の発生は、Ｏ２下に焼成されたバイオマスの燃焼を含むことができ、前記燃焼により高温度の炭素含有成分が産生する。燃料として使用されるバイオマスは、植物若しくは動物型であることができ、又は任意の他の型であることができる。
【００１６】
本発明による反応性の熱基材は、前記熱基材の中心への酸素注入により制御される温度で燃焼することができる。この酸素注入は、熱基材内の温度及びエネルギー産生を制御するのに役立ち得る。
【００１７】
本発明による方法は、本発明による方法で使用することができる冷却回路又は任意の他の回路由来の水蒸気からの電気のコジェネレーションを含むことができる。水蒸気からの電気のコジェネレーションの方法は、当業者によく知られている。
【００１８】
本発明による方法は、更に、積載ガス流が熱基材を通して通過する間に、バイオマスロードに由来して積載ガス流中に存在する有機ガス状成分の燃焼を含むことができる。この燃焼により、本方法で直接に使用することができる熱エネルギー及び／又は専用システム手段による電力が産生される。産生された熱エネルギーは、新たな木材ロードを焼成するのに使用することができる。
【００１９】
有利には、本発明による方法は、処理ガス流中での使用に適したガスを回収するために、積載ガス流の再循環を含むことができる。回収されたガスは、伝熱ＣＯ２であることができる。
【００２０】
この再循環は、ガス流が熱基材を通して通過した後、積載ガス流の濾過を含むことができる。この濾過は、積載ガス流が熱基材を通して通過する間に、未燃の化合物を除去する目的を有することができる。
【００２１】
本発明の特定の態様においては、焼成用ガス流の発生は、Ｏ２下での焼成されたバイオマスの燃焼を含むことができる。この燃焼は、本質的にＣＯ２を含む燃焼ガスを産生する。焼成されたバイオマスは、植物バイオマスであることができる。本発明による方法の特定の態様において、ガス流を発生するために及び／又は熱基材を発生させるために使用される焼成されたバイオマスは、植物バイオマスを本発明による方法で焼成することにより得られる焼成された植物バイオマスであることができる。
【００２２】
燃焼ガスを得た後、本発明による方法は、二酸化炭素を含む残留ガスの回収のために、燃焼ガス中に含有される諸要素の予備的凝縮段階を含むことができる。この凝縮は特に、燃焼ガス中に含有される水蒸気を除去する目的を有する。
【００２３】
本発明による方法は特に、二酸化炭素を液相に凝縮して回収するために、残留ガスの圧縮を含むことができる。
【００２４】
残留ガスは、少なくとも１つの熱交換器を通って移動することもでき、その結果それが処理温度まで上昇され、次いで処理サイクルに戻されて、焼成されるべきバイオマスロードの処理に使用することができる。
【００２５】
残留ガスを処理温度まで加熱するのに必要な熱エネルギーは、焼成されたバイオマス、特に本発明による方法で得られる焼成されたバイオマスの燃焼により、及び、揮発性有機化合物の燃焼により得ることができる。
【００２６】
本発明の特に有利な態様においては、処理ガス流は、固体燃料の燃焼により発生させることができ、前記燃焼では、熱基材の少なくとも一部をも発生する。
【００２７】
本発明の別の観点によれば、以下を含む、植物バイオマスロードを焼成するシステムが提案される：
−  処理ガス流と、熱基材とよばれる高温度の材料床とを発生するために設けられる発生手段；
−  前記バイオマスロードを受け入れてそれを前記処理ガス流にさらすために設けられる処理ユニットであって、処理炉と、前記処理炉中にバイオマスロードを供給し、前記処理炉から前記バイオマスロードを取り出す手段とを含む、前記処理ユニット；
−  発生手段と処理ユニットの間の連絡のために設けられるガス交換のための手段。
【００２８】
発生手段は、固体燃料の燃焼により処理ガス流を発生させるために設けられる、前記固体燃料の燃焼のためのデバイスを含む。
【００２９】
発生手段は、固体燃料の燃焼により熱基材の少なくとも一部が形成されるように配置される、前記固体燃料の燃焼のためのデバイスも含む。
【００３０】
本発明の特に有利な変形形態においては、発生手段は、処理ガス流の少なくとも一部を発生させるために設けられる熱発生器を含み、前記発生器は熱基材の少なくとも一部を発生させるためにも設けられる。
【００３１】
熱発生器は、固体燃料（特に、焼成された植物バイオマス）の燃焼を可能にする、熱反応器若しくは固体燃料炉又は混成デバイス（hybrid device）を含むことができる。この燃焼は、一方では、少なくともその一部を処理ガス流として使用することができる燃焼ガス流を産生し、他方では、少なくともその一部を、熱基材とよばれる高温度の材料床を産生するために、使用することができる高温度の炭素含有成分を産生する。
【００３２】
有利には、熱発生器は、伝熱流体の循環による冷却用システムを備えることができる。発生器は、伝熱液体（例えば、水）が圧力下にその間を循環することができる二重壁を含むことができる。伝熱液体は、熱発生器の壁（複数）上に噴霧することもできる。
【００３３】
本発明の特定の変形形態においては、熱発生器は、熱基材を受け入れることを目的として、処理ユニットに由来する積載ガスの移動を達成するように配置される、火格子式炉（grate-type furnace）を含むことができる。
【００３４】
火格子式炉は有利には、炉火格子（furnace grate）中での伝熱流体の循環による冷却用システムを備えるができる。
【００３５】
熱発生器は、酸素を注入する手段を含むこともできる。酸素の注入は、一方では、処理ガス流及び／又は熱基材の発生を目的として、他方では、熱基材の温度を制御することを目的として、固体燃料の燃焼を可能にすることができる。
【００３６】
熱発生器は特に、バイオマスロードの焼成により及び／又は固体燃料の不完全燃焼により発生する熱分解ガスの後燃焼（post-combustion）室を含むことができる。この後燃焼室は特に、揮発性有機化合物及び熱分解ガスの燃焼のために使用される。
【００３７】
有利には、熱発生器は、少なくとも１つの熱交換器を含むことができる。前記熱交換器は、燃焼ガスと処理ガス流との間か、又は、本質的に飽和水蒸気及び過熱水からなる流体と処理ガス流との間かのいずれかの熱交換を達成するために設けられる。この流体は、本質的には、バイオマスロードの焼成からか又はシステム一部を冷却するための回路からかのいずれかに由来する水蒸気からなる。
【００３８】
本発明による処理炉は、内円筒を含む円筒型アセンブリであることができ、前記内円筒は、バイオマスロードの処理用スペースを規定する外円筒中に収容され、そして、焼成されるべき植物バイオマスロードを受け入れるものである。
【００３９】
外円筒と相対的に、特に、内円筒は、長手方向軸のまわりで回転する自由を提供されることができる。
【００４０】
内円筒を形成する壁は有利に、一方では、処理ガスがこの円筒中に供給されて処理されるべきバイオマスロードと接触することができるように、そして、他方では、バイオマスロードの処理後に積載ガスがこの円筒から出て行くことができるように、穿孔されることができる。
【００４１】
更に、内円筒は、内壁のほとんど全長にわたり、その内壁上に少なくとも１つの突起を含むことができる。前記突起は、処理の間、バイオマスロードの同伴（entrainment）及び混合を確実にする。このようにして、処理ガスのバイオマスロードとの接触が促進され、そしてバイオマスロードの処理が改善される。処理後、処理された木材ロードの混合により、積載処理ガスの放出が促進される。
【００４２】
本発明によるシステムの有利な態様において、外円筒には、熱損失を制限しシステムの安全性を高める断熱シェルを含むことができる。
【００４３】
内円筒を包み、そして、バイオマスロードの処理用スペースを区切る固体内壁を、外円筒は更に含むことができる。この内壁は、様々なガス流（複数）と接触している処理スペースを規定する。
【００４４】
有利には、処理ガス流をバイオマスロード全体の上に分配するように前記ガス流を処理スペースの下部のほうに向かって方向づけることを目的にして、処理炉は、円筒のほとんど全長上にそらせ板（deflector）を含むことができる。
【００４５】
処理ガス流を処理炉中に供給するためのゾーンとバイオマスロードの処理後のガス流の退出のためのゾーンとを区切るために、処理炉は、少なくとも２つのブラシを含むことができ、前記ブラシは、一方では、外円筒の内壁と接触して取り付けられ、他方では、内円筒の外壁の間に接触して取り付けられる。
【００４６】
これらのブラシは有利には、内円筒上に保持されるバイオマスロードの粒子を除去できるように、内円筒の外壁にブラシをかけるように配置することができる。
【００４７】
処理炉は、処理ガス流の処理スペース中への供給用パイプを更に含む。このガス流供給用パイプは、当業者に知られた方法及びシステムによって断熱されていることができる。
【００４８】
処理炉は、処理ガス流の退出用パイプも含む。この処理ガス流退出用パイプは、断熱されていることができる。
【００４９】
処理炉は有利に、液体ＣＯ２を処理ゾーン中に注入するパイプを含むことができる。このＣＯ２注入用パイプは、安全上の理由で設けられ、また植物バイオマスロードの処理用スペース内の温度を制御するために設けられる。
【００５０】
特定の実施態様においては、処理ユニットは、長手方向軸のまわりで内円筒の回転を与えるように配置される駆動手段を含むことができる。これらの回転手段は、内円筒の回転を生じさせることによって、内円筒に存在するバイオマスロードの混合を可能にする。
【００５１】
本発明によるシステムの特定の実施態様によれば、内円筒及び外円筒の一端部は、処理前にバイオマスロードを内円筒中に供給し、そして、処理後にバイオマスロードを抽出する、開口部を含み、他端部は閉鎖されている。
【００５２】
バイオマスロードの処理の間、この開口部は、ピストンで作動する密閉手段によって堅く閉鎖される。
【００５３】
処理ユニットは、処理炉の水平位置決め用の手段を更に含むことができる。これらの位置決め手段は、処理ユニットが水平位置まで移動するのを可能にし、前記位置は、木材ロードの処理の間維持される。
【００５４】
処理ユニットは、水平軸のまわりで円筒型アセンブリを回転するように配置される手段を更に含むことができる。これらの回転手段は、特にバイオマスロードを装填及び排出する位置に処理ユニットを位置決めするように配置される。
【００５５】
処理ユニットは有利に、処理後にバイオマスロードを受け入れるための手段を含むことができる。これらの受入手段は、受入タンク又は受入ワゴンを含むことができる。
【００５６】
装填位置とよばれる或る位置においては、円筒型アセンブリは、垂直に位置決めされ、その端部は、処理されるべきバイオマスロードを内円筒中に供給し得るように、頂部にある内円筒及び外円筒中に開口部を有する。この位置は有利に、保守整備操作のため、円筒型アセンブリ、又は処理ユニットの円筒（複数）の一つを降ろすために使用することができる。この位置により、非常に実用的でしかも非常に人間工学的に、内円筒中へ木材ロードを直接装填することが可能となる。
【００５７】
排出位置とよばれる或る位置においては、円筒型アセンブリは、垂直に位置決めされ、その端部は、処理されたバイオマスロードが受入手段に集められるように、底部の近くに設置される内円筒及び外円筒に開口部を有する。この排出位置により、実用的で簡単に、バイオマスロードの受入用手段中へバイオマスロードを排出することが可能となる。
【００５８】
プロセス位置（processing position）とよばれる別の位置においては、円筒型アセンブリは、水平に位置決めされ、内円筒及び外円筒にある開口部は、密閉手段によって堅く閉鎖される。
【００５９】
本発明によるシステムは、処理スペースを永続的に低圧力に維持するために、前記処理スペースからガス混合物を抽出するための手段を更に含むことができる。これらの抽出手段は、処理ガス流の吸引を可能にする手段を含むことができ、処理スペースの下流に位置決めして、積載ガス流を退出させるためのパイプに連結することができる。
【００６０】
本発明によるシステムは、システムの任意の要素からの熱エネルギーを利用する水蒸気発生デバイスを更に含むことができる。
【００６１】
有利には、本発明によるシステムは、回収された熱エネルギーからのエネルギーのコジェネレーション又はトリジェネレーションのための手段を含むことができる。
【００６２】
本発明によるシステムは、Ｏ２の貯蔵及び／又は分配のための手段、並びに、ＣＯ２の貯蔵及び／又は液化及び／又は分配のための手段を更に含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
本発明のその他の利点及び特徴は、決して限定的でない実施態様の詳細な説明及び添付図面から、より明らかになるであろう。
【図１】本発明による処理ユニットの断面図の図表示である。
【図２】本発明による処理ユニットの縦断面図の図表示である。
【図３】本発明による処理ユニットの側面図における処理ユニットの図表示である。
【図４】本発明による処理ユニットの反対側の側面図の処理ユニットの図表示である。
【図５】前方から見た本発明による処理ユニットの図表示である。
【図６】後方から見た本発明による処理ユニットの図表示である。
【図７】本発明による処理ユニットの平面図の図表示である。
【図８】旋回モード（swivelling mode）にある処理ユニットのいくつかの図表示である。すべての図表示は処理ユニットの側面図に基づく。
【図９】本発明による焼成のためのシステムの図表示である。
【００６４】
以下に議論する実施例は、本発明の特定の非限定的な実施例である。それは、植物バイオマスロード及びより具体的には木材ロードを焼成するシステムに関する。
【００６５】
本実施例に記載されるシステムは、図１〜７の様々な図で示されるような処理ユニット１を含む。これらの様々な図は、外円筒１１及び内円筒１２を含む円筒型アセンブリの形態にある処理炉１０を示す。処理炉１０は、湿木材ロードＢ１を装填するために及び焼成された木材ロードＢ２を排出するために、水平軸Ａ２のまわりで旋回する（swivel）ことができる。加えて、外円筒１１と相対的に、内円筒１２は、図２に示す長手方向軸Ａ１のまわりで回転することができる。外円筒１１は固定される。内円筒１２は、穿孔された壁及び固体底部から形成され、処理されるべき湿木材ロードＢ１がその中に供給される。図１は、内円筒１２の回転により同伴される際の木材ロードＢを示す。内円筒１２は、処理ゾーン中に突起１２１を有し、それが焼成されるべき木材ロードＢの同伴及び混合を確実にする。
【００６６】
外円筒１１は、固体内壁を有する。前記内壁は、焼成用の穿孔された内円筒１２を包み、そして、伝熱ガス流（本質的にＣＯ２からなる）が導入され退出する前記円筒１１により区切られたゾーン中に存在する。このゾーンは処理スペースとよばれる。
【００６７】
処理スペースは、特殊な高温度用ブラシ１８によって２つの部分、１３と１４、に分けられる。このスペースは、このように２つのゾーン、すなわち：
−  バイオマスロードＢを通って移動する伝熱ガス流の導入のためのゾーンに相当する入口ゾーン１３；
−  伝熱ＣＯ２並びに焼成されるべき木材から抽出された水分及び／又は熱分解ガスからなる積載ガス流の退出のためのゾーンに相当する出口ゾーン１４；
に分割される。
【００６８】
処理ガス流の入口ゾーン１３は、熱い乾燥した伝熱ＣＯ２の膨張及び分配のためのゾーンにも相当し、ガスは、回転している穿孔された内円筒１２の全外表面（焼成されるべき木材ロードによって占有された表面に相当する）を覆って分配される。
【００６９】
出口ゾーン１４は、工業用ブラシ１８の下流の焼成されるべき木材ロードによって占有されていない処理スペースに相当する。ゾーン１３中に供給される熱い乾燥した伝熱ＣＯ２は、焼成されるべき木材を通って通過し、木材中で、その熱エネルギーを、次の３つの既知の伝熱方法によって木材ロードＢへ移すものである：
−  伝導
−  対流
−  輻射。
但し第４の伝熱方法にもよる：すなわち焼成されるべきバイオマス中に含有された水分を含んでいるＣＯ２の浸透の伝熱方法である。木材を通って通過した後、伝熱ガス流は以下を同伴する：
−  脱水段階の間に木材から蒸発した水分
−  焼成段階の間の熱分解ガス「ＶＯＣ」。
【００７０】
次いで、積載ガス流は、内円筒１２の穿孔部を通って引き出され、出口パイプ１６により抽出される。
【００７１】
ブラシ１８は、入口ゾーン１３と出口ゾーン１４との接合部において、外円筒１１の内壁の円筒全長にわたり配置される。これらの工業用ブラシ１８は、使い古した場合に取り替えられるように取り外し可能である；ブラシの役割は、処理スペースを２つのゾーンに分けること、及び内円筒１２の外壁に不断にブラッシングを与えて、前記円筒１２上に存在する穿孔部により保持される可能性のある木材粒子を取り除くことである。
【００７２】
処理炉１０は、外円筒１１の外壁１１１に相当する断熱外側シェルも含む。炉１０は、緩衝ゾーン１１２を有することもでき、これも断熱性であることができる。
【００７３】
処理炉１０は、高温度の伝熱ガス流の入口パイプ１５も含み、このパイプ１５及び積載ガス流のための反対側出口パイプ１６は、外円筒１１と一体である。これらは、湿木材Ｂ１を装填するために又は焼成された木材Ｂ２の排出のために焼成炉を傾けるとき、支持材１９１中で旋回する。焼成された木材Ｂ２は、処理の終りには取り外し可能なタンク１７中に受け入れられる。
【００７４】
積載ガス流（すなわち、処理ガス流、及び処理の段階に応じて、木材からの水分又は熱分解ガス）のための出口パイプには、焼成炉において一定の低い圧力を維持する電気抽出機（図示せず）を補うことができる。
【００７５】
パイプ１５及び１６は、断熱される。これらは、熱交換器を出て熱発生器に戻る再循環ループから、伝熱ガス流の供給のため及び処理ガスの抽出のため、固定したパイプライン（図示せず）に連結される。
【００７６】
処理炉１０は、少なくとも１つのそらせ板１３２を含むことができ、前記そらせ板１３２は、木材ロードＢを含有する内円筒１２の底部部分へ伝熱ガス流を方向づけて、焼成されるべき木材の集団の全体にわたる分配を可能にする。
【００７７】
処理炉１０は更に、液体ＣＯ２注入用パイプ１３１を含むことができる。前記パイプの目的は、以下の通りである：
−  焼成の間、バイオマスの任意の発火リスクを中和することによって、処理ユニット１の安全性を保証すること、
−  開放空気中での任意の自己発火の可能性よりも下の値までその温度を低下させるために、処理の終りで焼成された木材の冷却を提供にすること。冷却段階の間には：
−  熱い焼成された木材を通って、その蒸発潜熱を捕獲する液体ＣＯ２の均一な分配のため、内円筒１２は、焼成を継続し；
−  伝熱ＣＯ２の供給は、切断され；
−  積載ガス流の抽出は、所望の温度が得られるまで継続する。
【００７８】
液体ＣＯ２注入用パイプ１３１は、図９に図式的に示されるように、圧力下に、液体ＣＯ２を分配するためのシステムに連結される。そして停電の場合に備えて、自動式安全弁（図示せず）が安全と冷却機能を与える。
【００７９】
処理ユニット１は、焼成炉１０のための固定した支持材１９を含み、前記支持材１９は、炉１０が軸Ａ２のまわりで旋回することを可能にする手段１９１及び１９２を支える。前記支持材１９の高さにより、焼成された木材ロードの装填及び排出のために焼成炉を垂直位置に回転する間、焼成された木材のための受入タンク１７より上で、焼成炉１０を傾けることが可能となる。
【００８０】
軸Ａ２のまわりの炉１０の旋回は、回転手段１９１及び１９２により可能となり、これらは、支持材の１つの上に位置決めされた、チェーン駆動の電気機構又は任意の他の既知の手段を含むことができる。パイプ１５及び１６は、焼成炉の支持及び旋回／回転のためのシャフトである。
【００８１】
図７に示すように、支持材１９は、少なくとも以下の３つの足部により安定化されたシャシー形態にある：
−  回転手段１９１及び１９２を支持する２つの足部、
−  炉１０の水平位置決め用手段２１及び２２のみならず開放端部の密閉手段２３及び２４も同様に支える少なくとも１つの足部。
【００８２】
密閉手段は、ピストン２４を含み、前記ピストン２４は、プラグ／ドア２３を焼成炉１０の円筒１１及び１２の開放端部に対して押しつけて、木材ロードＢの処理中に開放端部を堅く閉鎖する。
【００８３】
焼成炉の水平位置決め用の手段は、以下を含む：
・  焼成炉の直径に必要な大きさにされ、そして、以下の位置を想定するのに有用な距離に相当するプレート２１：
・  木材ロードが処理を受けている際の第１の水平位置；
・  焼成された木材ロードの排出、又は、焼成されるべき木材ロードの装填のいずれかのために、焼成炉を開放する際の第２の傾斜位置。排出位置においては、プレート２１は受入タンク１７に連結し、こうしてドア２３が開かれるとすぐに焼成された木材ロードを受け入れるためのシュートとして役立つ。
・  プレート２１の位置を制御するピストン２２。
【００８４】
電動機２５を用いる機構によって、円筒１２が、処理炉１０内に軸Ａ１のまわりで回転する。
【００８５】
図８は、処理／焼成炉１０を示す図であり、前記処理／焼成炉１０は、旋回位置で、以下のように位置決めされることができる：
−  装填段階；
−  焼成段階；及び
−  排出／抽出段階。
【００８６】
図８は、完全な処理サイクルの間にある炉１０の様々な位置を示す：
−  位置８０及び８１：焼成されるべき木材Ｂの新たな装填の供給のため、開放端部ＥＯが頂部に密閉端部ＥＦが底部にある状態で、炉は、垂直位置まで傾く；
−  位置８２：炉１０は、位置８４に相当する木材ロードの焼成のためのその位置まで傾く；
−  位置８２及び８３：プレート２１はその水平位置まで戻り、焼成位置で炉１０の位置決めを制御する；
−  位置８３及び８４：ドア／プラグ２３は密閉して閉じ、ロード木材Ｂの処理を実施することができる；
−  位置８５：ドア／プラグ２３は開き、焼成された木材が位置決めプレート２１上に流れることができる；
−  位置８６：位置決めプレート２１は、受入タンク１７へのシュートを形成するために旋回する。焼成炉１０は旋回することができる；
−  位置８７及び８８：焼成炉１０は、焼成された木材の受入タンク１７中への移動／抽出／排出のため、開放端部ＥＯが底部に密閉端部ＥＦが頂部にある状態で、垂直位置まで傾く。
【００８７】
本発明による木材ロードの焼成のためのシステムの実施例及びその操作原理を、図９に示す。前記システムは、上記のように焼成ユニット１を含む。焼成ユニット１は、おが屑と同じ大きさを有する粉砕物（ground products）の形態だけでなく、林業木片、副産物、及び関連の細断した産物の形態にもある、焼成されるべき木材Ｂ１を受け入れる。
【００８８】
図９に示すように、焼成システムは、熱発生器Ｇも含むことができる。それは、高圧水蒸気産生用ボイラー並びにガス／水及びガス／ガスの交換器を有する熱発生器である。熱発生器Ｇは以下を含む：
−  高い効率の熱反応器Ｒ。この反応器は、固体燃料床を形成するために、焼成された木材Ｂ２の少なくとも一部を火格子上に受け入れ、そこには、燃焼支持剤（supporter of combustion）としての工業用酸素が供給される。これは、反応性「熱基材」である。この「熱基材」は、Ｏ２注入とともに、焼成された木材とともに連続的に供給されて、高温反応器用燃焼座部（seat of combustion）を産生する。Ｏ２注入を制御することによって、「熱基材」の燃焼は、
−  木材を焼成するための熱容量、及び場合により
−  高出力の水蒸気発生、
に必要な反応を提供するように構成される。
サイクルは、システムのすべての供給源における熱エネルギーの最適産生、並びに、本方法により発生したエネルギーの再循環及び最適利用のために編成される。
−  熱交換器Ｅ１、又は水蒸気ボイラー：反応器壁の熱制御のための水が、この交換器で蒸発され、次いで水蒸気タービン交流発電及び／又は貯蔵タンク中に注入される。この水蒸気の温度及び圧力は、反応器Ｒの燃焼温度により決定される。すべてのパラメータは、Ｏ２注入を制御することによって、反応器の熱反応を加減することにより調節することができる。伝熱ガス流は、顕熱の迅速な交換のため、この交換器中で最適な様式で、その熱ロードを獲得する。
−  積載ガス流すなわち、再循環ＣＯ２を積載する燃焼ガス＋伝熱ガス（これが次いで焼成のための伝熱処理ガス流のその温度を獲得する）のためのガス／ガス熱交換器Ｅ２。
【００８９】
システムは、ガス／ガス熱交換器Ｅ３（その目的は燃焼ガスを冷却することである）も含み、そこで積載ガス流が、残留熱容量（それが熱反応器Ｒを通過するときに獲得したもの及び処理炉１０からの残留熱）を、脱水機（dehydrator）Ｄから届く冷たい乾燥した伝熱ＣＯ２と交換する。水蒸気（焼成されるべき木材ロードから抽出される）の少なくとも一部は、この交換器Ｅ３で凝縮し、こうしてその凝縮潜熱が回収される。
【００９０】
図９においては、Ｆは、粉塵フィルターを表す。熱反応器Ｒから来る積載ガス流は、炭素粉塵（前記フィルターで捕捉される）を運んでいる可能性があり、次いでこの可燃性粉塵は、反応器Ｒからのバイオマスとともに燃焼される。
【００９１】
図９においてはまた、ＧＲ及びＤは、次の２つの要素から構成されている脱水のためのシステムを表す：
−  冷凍ユニットＧＲ及び
−  焼成炉１からの水蒸気（焼成されるべき木材ロードから抽出される）を積載するガス混合物が冷却され乾燥される冷媒凝縮器Ｄ。
【００９２】
焼成システムは有利に、燃焼を支持する酸素の貯蔵及び分配のためのＯ２システムを含む。「熱基材」の燃焼支持剤としての酸素の消費量は、使用される電力に関係している。
【００９３】
最後に、システムは、水蒸気発生デバイスＶＡＰを含むことができる。水蒸気の産生はいくつかの可能な機能を有する：
１．タービン交流発電機のための高圧水蒸気；
２．エネルギー貯蔵のための水蒸気；又は
３．過剰エネルギーを消散させるための水蒸気：このデバイスにおいては、脱水段階の間に脱水機Ｄで回収された水は、「口を開いた（open-mouthed）」すなわち開放空気に対して開放された（又は自由に逃散する）交換器Ｅ１において蒸発する。水蒸気は、それが産生されるにつれて、排出される。このシステムでは、焼成段階の間、ＣＯ２の産生において過剰エネルギーを吸収することが可能となり、それがその蒸発回路において圧力下に存在しないという利点を有し、発生した水蒸気は、周囲空気へ排出される。過剰エネルギーがこのように排出されるという条件で、任意の既存の排出用システムを使用することができる。このシステムは、それが可逆的であることもでき、他の２つの構成（上の１及び２）のうちの１つに使用することができるという利点も有する。
【００９４】
発生器Ｇ及びより具体的に反応器Ｒは、水の循環により又は任意の水力学的伝熱手段により慣例的に冷却することができる火格子式炉を含む。発生器の壁は、同じ方法により冷却されるか、又は、伝熱ガス流への熱交換を最適化するように構成される熱制御下にある。炉の火格子は、固体燃料床に燃料を受け入れる。この床は好ましくは、密度を高めた若しくは高めない焼成された植物バイオマスからなるが、しかし予備乾燥した無水の植物バイオマス、又は植物バイオマスのぎっしり詰った形態であることができる。燃焼は、バイオマスの反応中心で炉中に注入された酸素を用いて達成されることが好ましい。
【００９５】
発生器は、炉の火格子上でのバイオマスの焼成及び燃焼により発生した熱分解ガスの後燃焼室を含むことができる。その場合システムは、純粋に焼成プロセスの最適な熱的向上のためだけに使用される。
【００９６】
可燃性バイオマス床の燃焼を、燃焼支持剤としてのＯ２下に又は燃焼支持剤としての空気下に実施することができ、そのとき前記反応が「交互に且つ別々に」実施されて、残り火床（bed of embers）を産生して「熱基材」を形成し、これを通して焼成炉１０から抽出されたガスが通過し、精製される。このようにして、ガス混合物、化学量論的以下の条件での燃焼ガス、及び、熱分解ガスは、化学量論的後燃焼のための温度にもたらされる。
【００９７】
熱基材とよばれる固体燃料床は、好ましくは焼成され、そして、より高濃度の植物炭素を有する無水バイオマスからなる。燃焼支持剤としてのＯ２下での熱基材の燃焼によって、燃焼の微調整が可能となる。この焼成されたバイオマス床は、高温度で燃焼する。
【００９８】
発生器Ｇの第１の目的は、焼成システムのために以下のものを産生することである：
−  プロセスに使用される伝熱ガス流を構成するＣＯ２（この場合、固体バイオマス燃料の燃焼支持剤は工業用酸素である）及び
−  焼成するために使用される熱。
【００９９】
Ｏ２下での焼成されたバイオマスの燃焼は、完全であり、ＣＯ２を産生するのみである。ＣＯ２は、既知の伝熱プロセスへ伝熱プロセスを補足的に導入する。この伝熱プロセスは、植物バイオマスからなる原料に特有のものであり、バイオマスに含有される水分を含んでいるＣＯ２の浸透現象である。
【０１００】
この浸透現象は、ＣＯ２の植物生物学的共生（symbiosis）及び「バイオマス」材料によって可能となる：
−  Ｃ及びＯ２は、「バイオマス」材料の基本的成分であり、ＣＯ２（大気中）は、その天然成分である
−  前記材料に含有される水は、ＣＯ２の天然溶媒である。
【０１０１】
前記発生器Ｇの第２の目的は、熱ポテンシャルを向上させるため、以下のことのために、プロセスにより発生した可燃性成分の完全燃焼を遂行することである：
−  プロセスのエネルギー効率を最適化すること、及び
−  プロセスガスを産生すること、このプロセスガスは：
−  システムにおいてプロセスにより再循環可能であるか、又は
−  過剰のＣＯ２が、経済的理由で、大気中に廃棄される場合に、無公害性である。この場合には、燃焼支持剤としての空気下に燃焼を実施することが可能であろう。
【０１０２】
バイオマスが再生可能なものでありそして大気中ＣＯ２の同じ量がバイオマスの同じ量の成長に使用されるであろうことから、植物バイオマスの燃焼によって産生されるＣＯ２は中立（neutral）であると考えられる。従って、バイオマスの燃焼は完全であるにちがいなく、その結果ＣＯ２の廃棄が温室効果ガスの原因とならない。
【０１０３】
Ｏ２下でのバイオマスの燃焼に起因するＣＯ２は、熱交換器の一次パイプを通過し、そこでは、システムの以下の伝熱成分へその熱を伝達する：
−  焼成されるべき木材の処理のための伝熱ガス流、
−  場合により、熱エネルギーの貯蔵及び／又は電気のコジェネレーションのために、過熱及び／又は蒸発されるべき水。
【０１０４】
ガスに含有される水蒸気の凝縮温度未満の温度（＜７０℃）まで冷却されるとすぐに、脱水されたＣＯ２は濾過される（ガス流に含有される可能性のある炭素粒子を捕捉するため）。そのとき、脱水されたＣＯ２は木材ロードＢを焼成するための伝熱手段として利用するのに必要な状態にある。
【０１０５】
次いでこのガスを、熱交換器に移して、焼成処理に必要な温度にもたらす。次いで伝熱ＣＯ２を焼成炉１０中に供給して、そこでその熱容量を焼成されるべき木材Ｂへ伝達させる。上に定義された熱伝達の４つのプロセスによれば、木材への伝熱は、木材の温度を上昇させて、木材Ｂに含有された水分の蒸発を可能にする。
【０１０６】
次いで、積載ガス混合物（伝熱ＣＯ２＋水蒸気及び次いで伝熱ＣＯ２＋ＶＯＣ〔焼成されるべき木材から抽出される〕）を、焼成炉１０から退出させ、熱発生器へ移して：
−  燃焼している「熱基材」を通して精製し、
−  交換器／脱水器中で乾燥し、濾過し、
−  次いで、熱交換器へ移して、そこでプロセス熱量の新たな装填を獲得させる。
【０１０７】
焼成の終りまでにすべてのことが連続的再循環を伴って実施される。
【０１０８】
この設計の焼成サイクルは、エネルギーの完全な自己産生の状態で実施される；燃焼支持剤としての酸素の購入及びシステムにより使用される電気の購入（それが自己産生でない場合）のみを、この部分の直接操作費用に考慮しなければならない。
【０１０９】
別の操作上の構成においては、伝熱ガス回路は、プロセスで熱交換のために使用される伝熱ＣＯ２量を含有する閉じたループとして構成される。この回路を移動する伝熱ガス流は、もはや脱水段階の間に発生器の「熱基材」反応器を通過せず、交換器を通過するのみであり、そこでは：
−  伝熱ガス流がそのプロセス熱容量を獲得し、
−  焼成されるべき木材から抽出される積載ガス混合物（伝熱ＣＯ２＋水蒸気）が乾燥される。
【０１１０】
木材を乾燥する際に、焼成されるべき木材から抽出された積載ガス混合物（伝熱ＣＯ２＋揮発性有機化合物（ＶＯＣ））は、燃焼支持剤としてのＯ２下にＶＯＣの化学量論的燃焼のため、発生器の熱反応器を通って移動する。燃焼ガスは、本質的にＣＯ２からなる。それが焼成のための正しい温度にある場合、そのときは、任意の他の処理形態なしで、それは焼成炉１０に直接に供給される。その熱容量が過剰である場合には、それは、別の用途の伝熱成分に役立てるため及び／又は緩衝の熱貯蔵のため熱交換器に排出される。
【０１１１】
この場合、ＶＯＣの燃焼は、大気（空気）の燃焼支持剤下に実施することができ、この解決法は、過剰の伝熱ＣＯ２、過剰の熱エネルギーなどで、燃焼ガスが焼成プロセスで使用されない場合にのみ想定される。過剰の熱エネルギーは、交換器中で燃焼ガスから取り出して、大気中へ排出するのに必要な温度まで冷却される。
【０１１２】
Ｈ２Ｏの凝縮により、ＣＯ２の再循環及び回収が簡単になる。なぜなら後者をすぐにプロセスに再使用することができるからである。化石材料への化学反応により発生する工業用ＣＯ２の代用となり、その結果、温室効果ガスなどの影響を減少させることにより、その純度は、それを戦略的産物にする。
【０１１３】
ＣＯ２の一部を圧力下に緩衝タンクに貯蔵して、プロセスの起動に使用される能力を維持する。一部はまた、以下の目的のために、凍結及び／又は圧縮などの既知のシステムにより凝縮させることもできる：
−  焼成サイクルの終りに木材を冷却するため、
−  システムの安全を可能にするため：液体ＣＯ２は不時の木材発火を中和する好ましい手段である。
【０１１４】
ＣＯ２サイクルを、次のように記載することができる：
１．燃焼支持剤としてのＯ２下での、植物バイオマスの炭素含有成分の燃焼によるＣＯ２産生（Ｃ＋Ｏ２＝ＣＯ２）；
２．植物バイオマス燃料に含有されるＨ２の燃焼からの燃焼ガス（ＣＯ２＋Ｈ２Ｏ）の処理及び精製、
−  工業用除湿器のような専用のシステムによる冷却及び脱水、
−  再生可能なフィルターを用いる、任意のバイオマス未燃粒子の濾過、及び
−  残留ＣＯ２の予備加熱、これにより、除湿システム上のルーピング（Ｈ２Ｏ凝縮潜熱の熱回収及び脱水システムで使用するエネルギーの熱回収）によって焼成のためのガス状伝熱流体になる；
３．熱発生器の交換器中での伝熱ガス流の加熱；前記ガス流は、先行する処理の間に予熱され、処理される前に、後燃焼室から受け入れたガス混合物の温度をかなり低下させるのに十分なほどの熱容量を有している；
４．焼成されるべき木材の脱水及び以下からなるガス混合物の抽出：
−  伝熱流（ＣＯ２）及び
−  焼成されるべき湿木材から抽出されたＨ２Ｏ；
５．発生器の「熱基材」を通過する、前記ガス混合物の処理；
６．専用室で、Ｏ２注入によって行なわれる、まだ可燃性である成分の後燃焼；
７．熱交換器を通過する再循環の後の、伝熱ガス流へのエネルギー伝達；
８．後燃焼室から出るこの新たなガス混合物の処理及び精製；
９．こうしてもう一度焼成のための伝熱流体となる残留ＣＯ２の再循環；
１０．焼成されるべき木材の完全脱水まで、このサイクルの継続；
１１．乾燥された木材を焼成するサイクル及び以下からなる積載ガス混合物の抽出：
−  伝熱ガス流として使用されるＣＯ２、及び
−  焼成されるべき木材から抽出される熱分解ガス（ＶＯＣ）；
１２．熱発生器での積載ガス混合物の処理；並びに
１３．専用室で、Ｏ２注入によって行なわれる、まだ可燃性である成分及び熱分解ガスの後燃焼；
１４．項目１１から出発して、後燃焼室からのガスは、処理／脱水／濾過のためのシステムを通過することなく、操作の最終段階まで、焼成炉へ再循環される。これらのガスの一部のみを、処理し、次いで圧縮して、貯蔵する；並びに
１５．伝熱ＣＯ２供給の停止及び焼成された木材ロードの液体ＣＯ２注入による冷却、これにより冷却されるべきロードの熱容量からその蒸発潜熱を引き出す：
−  この段階の間、蒸発され再加熱されたＣＯ２の抽出だけでなく、炉１０の回転もまた維持する。
−  「熱基材」の燃焼をアイドリングの状態にしておく、
−  ガス混合物（冷却ＣＯ２＋燃焼ガス）を処理する（項目２を参照のこと）、そして
−  残留ＣＯ２を貯蔵及び／又は液化する。
【０１１５】
全ＣＯ２容量に達するとすぐ、熱発生器内での燃焼を、大気圧下で実施することができる。エネルギー自給自足を有する全システム又は付属アプリケーションにおいて過剰燃焼ガスが利用されない場合、この状況は優勢でない。
【０１１６】
水分４５％の出発木材（低位発熱量（ＬＨＶ）７９００ｋＪ／ｋｇを有する）を用いる既存の従来法においては、それを焼成するために原料１キログラム（ｋｇ）当たり３６９０ｋＪ（脱水の潜熱＋焼成の顕熱）を供給することが必要である。得られる焼成された製品０．４４ｋｇは、１０３３１ｋＪのＬＨＶ（すなわちＬＨＶ／ｋｇで２３４８０ｋＪ／ｋｇ）を有するであろう。これは、１０３３１ｋＪ  −  消費された３６９０ｋＪ  ＝  ６６４１ｋＪ（湿原料（Ｂ１）ｋｇ当たり）という総エネルギー効率（発生器の性能に関連した燃焼効率を除いて）を与える。
【０１１７】
本発明による方法においては、水分４５％の出発木材から抽出される水蒸気は、発生器の「熱基材」通過時に一部還元される。その結果得られるガス混合物は、熱的に反応性である：それは、その定式化において、プロセスに使用されたエネルギー補償の「徹底的（exhaustive）」原理を維持する。従って、これらの成分の燃焼は、後燃焼室で最適化することができ、そこでは伝熱ガス流との熱交換が、その最適条件、すなわち：
−  許容可能なレベルまで減少したシステムの損失、及び
−  脱水システムへのその移動の前における、残留ガス混合物（燃焼ガス＋Ｈ２Ｏ）の著しい温度低下、
という前記条件にある。
【０１１８】
従って、水分４５％の出発木材を用いる場合、無水木材に含有される諸成分のＨＨＶ、すなわち２３６００ｋＪ／ｋｇ以外に、従来法の場合のように、本発明者らは低位発熱量７９００ｋＪ／ｋｇをもはや考慮しないと述べることができる。その理由は：
−  本方法が、反応性の熱成分として産生される水蒸気を利用し、
−  本発明による方法及びシステムが、ＣＯ２の再循環のために設計され、従って原料に含有される水の蒸発エネルギーのうち少なくとも一部の回収のために設計されており、
−  本方法が、発生器／焼成炉システムの熱損失を補償するのに必要なエネルギーを消費するだけだからである。
【０１１９】
最後に、焼成された製品が得られる。焼成のために使用される原料１ｋｇ当たりの焼成された製品のＬＨＶは、１０３３１ｋＪになるが、プロセスのエネルギーバランスに過剰が存在するので（ＶＯＣの燃焼及び発生したエネルギーの直接利用）、プロセスは、反応のために何も消費しなかったと考えられる。
【０１２０】
従って、原料（出発木材）１キログラムは、７９００ｋＪから１０３３１ｋＪへと、増加分３０．７７％向上している。
【０１２１】
「従来の」焼成方法〔これに対しては焼成される材料量のＬＨＶは、プロセスのために使用されるエネルギー（すなわち、最終ＬＨＶ６６４１ｋＪ）から切り離されている〕と比較して、増加分は５５．５８％である。
【０１２２】
植物バイオマスを使用するエネルギー産生用設備へ供給するために湿った状態で供給される林業木片と比較して、エネルギー産生木材として使用される焼成された木材のライフサイクルと関連する環境利益は、以下の通りである：
−  大気中への排ガスをただ「中立な（neutral）」過剰ＣＯ２にだけ限定すること、
−  エネルギー密度はより一貫性があり、供給火力発電所の輸送、貯蔵及び物流における省力化を可能にすること、
−  貯蔵中に水分の再取込みの欠如、従って、季節性に関連するバイオマス「エネルギー」を使用するという制約及び貯蔵品の発火リスクを取り除くこと、
−  熱発生器の燃焼効率の改良、
−  発電所の全体の熱効率の改良、
−  新しい設備に使用するシステムのための投資減少、及び
−  等価エネルギーリターンのため、供給源から引き出される原料量の明らかな減少。
【０１２３】
焼成された木材への絶えず変化する要求を満たすために、植物バイオマスを焼成するこのシステムを、一連の円筒型アセンブリとして配置することができる。
【０１２４】
このシステムの利点は、円筒型焼成アセンブリを標準化ユニット能力に必要な大きさにすることができることである。一連に配置したアセンブリは、熱分解ガスの熱発生／利用のための単一システム及び産生されたＣＯ２の管理のための全く同一のシステムによって供給され制御される。
【０１２５】
本発明は、以上に記載した実施例に限定されず、すべての植物バイオマス焼成に応用することができる。
【図１】
2009541569.tif 000003
【図２】
2009541569.tif 000004
【図３】
2009541569.tif 000005
【図４】
2009541569.tif 000006
【図５】
2009541569.tif 000007
【図６】
2009541569.tif 000008
【図７】
2009541569.tif 000009
【図８】
2009541569.tif 000010
【図９】
2009541569.tif 000011
【国際調査報告】
2009541569.tif 000012
2009541569.tif 000013
2009541569.tif 000014
2009541569.tif 000015
2009541569.tif 000016
2009541569.tif 000017