(57)【要約】  本発明は、固体粒子の形態の炭質材料のガス化方法に関する。本発明の方法は、以下のステップ、即ち、供給ガスと水蒸気のガス状混合物をヒータで加熱するステップ（１）と、炭質材料の粒子を加圧型ガス化反応器内の加熱状態のガス状混合物に接触させ、結果的に未反応ガスと未燃焼アッシュが生じるようになるステップ（２）と、ヒータに（ｉ）水蒸気及び（ｉｉ）上記供給ガスを別々に供給するステップと、ヒータからガス状混合物のサンプルを取り出し（箇所１３のところで）、これとは別に供給ガスの一部のサンプルを乾燥状態で取り出す（箇所１６のところで）ステップと、上記乾燥供給ガス及びこの乾燥供給ガスと一緒になってアッシュ中に燃料混合物を生じさせるガスをガス化反応器中に注入するステップとを有する。
2008520785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体粒子の形態の炭質材料をガス化する方法であって、
供給ガス及び蒸気で作られたガス状混合物を少なくとも１２００℃までヒータで加熱するステップと、
前記炭質材料の前記固体粒子と前記加熱されたガス状混合物とを、加圧型ガス化反応器内で接触させ、未反応ガス及び未燃焼アッシュを生じさせるステップと、
前記未反応ガスを前記反応器から回収するステップと、
前記アッシュを溶融させるステップと、
前記溶融状態のアッシュを除去するステップと、を有する方法において、
一方で蒸気を前記ヒータに供給し、これとは別に他方で前記供給ガスを前記ヒータに供給するステップと、
一方で、少なくとも１２００℃の前記温度の前記ガス状混合物を前記ヒータから取り出し、これとは別に他方で、乾燥状態で前記温度と同一の温度の前記供給ガスの一部を前記ヒータから取り出すステップと、
前記乾燥状態の供給ガス及び前記乾燥状態の供給ガスと一緒になって可燃性混合物を生じさせるガスを、前記ガス化反応器内で前記ガス化反応から生じた前記アッシュ中に注入して、燃焼により１５００℃よりも高い温度を達成するステップとを更に有する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ガス状混合物の前記加熱は、耐熱材料が詰め込まれた横型ヒータ内で行われ、
前記加熱は、順次、
第１の期間中の、可燃性ガス及び燃焼用空気の燃焼により得られたヒュームガスを前記ヒータの第１部分に通すことにより前記耐熱材料を前記第１部分内で加熱する第１段階と、前記ヒータの第２部分内で、先に加熱された前記耐熱材料と前記ヒータの前記第２部分内に供給された前記蒸気及び供給ガスとの間の第１熱交換段階と、
第２の期間中の、前記ヒータの前記第２部分に前記ヒュームガスを通すことにより、前記第１の熱交換段階中に冷えた前記ヒータの前記第２部分内の前記耐熱材料を加熱する第２の段階及び前記ヒータの前記第１部分内に入っていて前記第１の加熱段階中に加熱された前記耐熱材料と前記ヒータの前記第１部分内に供給された前記蒸気及び供給ガスとの間の第２の熱交換段階と、
前記ヒュームガスが通過したばかりの前記ヒータの前記部分をパージし、その後、前記部分に熱交換により加熱されるべき供給ガス及び蒸気を供給するステップとを有する、
請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ヒータの前記第１部分及び前記第２部分の各々に、前記蒸気の供給高さ位置よりも低い高さ位置で、加熱されるべき前記供給ガスを供給するステップと、
前記ヒータの頂部ゾーン内に存在する少なくとも１２００℃の前記温度状態にある前記供給ガスと前記蒸気の前記ガス状混合物を連続的に取り出すステップと、
前記ガス状混合物を連続的に取り出す前記頂部ゾーンよりも低いところに位置する前記ヒータのゾーン内に存在する少なくとも１２００℃の前記温度状態にある前記乾燥状態の供給ガスを連続的に取り出すステップとを有する、
請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記供給ガスは、空気であり、前記加熱状態のガス状混合物は、空気と蒸気の混合物であり、前記加熱された乾燥状態の供給ガスと一緒になって可燃性混合物を生じさせる前記ガスは、気体燃料である、
請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項５】
前記供給ガスは、可燃性ガスであり、前記加熱されたガス状混合物は、前記可燃性ガスと蒸気の混合物であり、前記加熱された乾燥状態の供給ガスと一緒になって可燃性混合物を生じさせる前記ガスは、オキシダントガスである、
請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項６】
前記方法は、前記反応器から回収した前記未反応ガスを冷却するステップと、前記冷却中における熱交換により、前記ヒータ内で用いられた前記燃焼用空気を予熱するステップ、前記ヒータ内で用いられた前記可燃性ガスを予熱するステップ、前記ヒータ内で用いられるべき蒸気を水から生成するステップ、及びガス化されるべき前記炭質材料中に送られるべき空気を乾燥させる加熱ステップの各ステップ又はこれらステップの組合せとを有する、
請求項２〜５のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、前記未反応ガスを浄化するステップと、前記浄化した反応ガスの少なくとも一部を前記ヒータの前記第１の加熱段階及び前記第２の加熱段階のための可燃性ガスとして再生利用するステップとを有する、
請求項４〜６のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、前記未反応ガスを浄化するステップと、前記浄化した反応ガスの少なくとも一部を前記ヒータのための供給ガスとして再生利用するステップとを有する、
請求項５又は６記載の方法。
【請求項９】
前記方法は、前記炭質材料の前記固体粒子及び前記加熱されたガス状混合物を前記反応器の頂部中に注入し、流動床を生じさせるようにするステップと、前記反応器の底部のところで前記溶融アッシュを排出するステップと、前記反応ガスを中間高さ位置で回収するステップとを有する、
請求項１〜８のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１０】
前記方法は、前記反応器の前記頂部と前記底部との間の中間高さ位置で前記炭質材料の前記固体粒子及び前記加熱されたガス状混合物を高速で接線方向に注入するステップと、前記反応器の頂部のところで前記未反応ガスを回収するステップと、前記反応器の底部のところで前記溶融状態のアッシュを排出するステップとを有する、
請求項１〜８のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１１】
請求項２〜１０のうちいずれか一に記載の方法を実施するヒータ（１）であって、
横型円筒形ケーシング（３）と、
前記ケーシングを各々に耐熱材料（７）が詰め込まれた２つの部分（４，５）に分割する垂直有孔仕切り（６）と、
前記ケーシングの前記２つの部分の各々に設けられていて、前記有孔仕切り（６）と反対の側に且つ高い高さ位置に位置している前記蒸気のための少なくとも１つの入口（８，８′）及びこれ又前記有孔仕切りと反対の側に位置し且つ蒸気のための前記少なくとも１つの入口（８，８′）と比較して低い高さ位置に位置する前記供給ガスのための少なくとも１つの入口（９，９′）と、
前記ケーシングの前記２つの部分に関し、前記２つの部分相互間に且つ前記ヒータの頂部に設けられた前記加熱されたガス状混合物のための出口（１３）及び前記２つの部分相互間に且つ前記加熱されたガス状混合物のための前記出口（１３）の高さ位置よりも低い高さ位置に設けられた前記乾燥状態の加熱された供給ガスのための出口（１５）と、
前記可燃性ガス及び前記燃焼用空気が供給され、前記有孔仕切りの近くで前記ヒータの底部のところに設けられた少なくとも１つのバーナ（１７）と、
前記ケーシングの前記２つの部分の各々に設けられていて、前記有孔仕切り（６）と前記反対の側のところに設けられた前記ヒュームガスのための少なくとも１つの出口（２４，２４′）とを有する、
ことを特徴とするヒータ。
【請求項１２】
前記ヒータは、前記ケーシング（３）の前記２つの部分（４，５）相互間で前記有孔仕切り（６）の上方に設けられた前記加熱されたガス状混合物のための単一の出口（１３）と、これ又前記ケーシングの前記２つの部分（４，５）相互間に設けられた前記乾燥状態の加熱された供給ガスのための単一の出口（１５）とを有する、
請求項１１記載のヒータ。
【請求項１３】
前記ヒータは、単一のバーナ（１７）と、前記ヒュームガスを前記ケーシングの前記部分（４，５）の一方又は他方に交互に逸らす弁（２３）とを有する、
請求項１１又は１２記載のヒータ。
【請求項１４】
前記耐熱材料（７）は、水平に差し向けられたキャビティを備える管状要素の形態である、
請求項１１〜１３のうちいずれか一に記載のヒータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体粒子の形態の炭質材料をガス化する方法であって、
供給ガス及び蒸気で作られたガス状混合物をヒータで少なくとも１２００℃まで加熱するステップと、
炭質材料の固体粒子と加熱されたガス状混合物を加圧型ガス化反応器内で接触させ、未反応ガス及び未燃焼アッシュが生じるようにするステップと、
未反応ガスを反応器から回収するステップと、
アッシュを溶融させるステップと、
溶融状態のアッシュを除去するステップとを有する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
固体粒子の形態をした炭質材料とは、ばらばらの状態の任意の炭素含有固形物、例えばバイオマス、産業廃棄物、家庭廃棄物、硬質炭（ハードコール）、瀝青炭、木材廃棄物等を意味する。
【０００３】
加圧下で作動する多くのガス化技術が知られている。公知の方法の大部分は、限定された範囲の原料に特化されているが、その性能は全く満足のいくものではない。これら方法の大部分はのろく、多量のタールを生じさせ、この除去には手間がかかる。また、これら方法は、アッシュの処理をなおざりにしている。
【０００４】
冒頭に記載した形式の方法が知られている（これについては、スペイン国特許出願第２１９０６８９号明細書を参照されたい）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この方法は、任意の炭質材料に利用でき、ガス化反応後、アッシュの溶融及び溶融状態のアッシュの除去のためのガラス固化を可能にする。しかしながら、この方法は、依然として、特に、ガス化されるべき材料中に含まれる炭素の達成燃焼度が依然として満足のいくものではないという性能上の欠点を有している。
【０００６】
本発明の目的は、得られたガスが公知の方法よりも品質及び性能が少なくとも同等であり、好ましくはこれよりも優れており、アッシュが炭質要素を殆ど含まない形態で且つ特にほぼ非汚染状態で排出され且つこれが単純且つ経済的な仕方で行われるガス化方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この問題を解決するため、本発明によれば、明細書冒頭に記載した方法は、
一方において蒸気をヒータに供給すると共に、これとは別に他方において供給ガスをヒータに供給するステップと、
一方において少なくとも１２００℃のガス状混合物をヒータから取り出すと共にこれとは別に他方において乾燥状態にあると共に温度と同一の温度状態にある供給ガスの一部をヒータから取り出すステップと、
乾燥状態の供給ガス及び乾燥状態の供給ガスと一緒になって可燃性混合物を生じさせるガスをガス化反応器内でガス化反応から生じたアッシュ中に注入して燃焼により１５００℃よりも高い温度を達成するステップとを更に有する。
【０００８】
本発明の方法により、１２００℃を超える温度、好ましくは１３００℃〜１４００℃でのガス化反応に供されるべきガス状混合物だけでなく、それと同時に、１５００℃を超える温度、有利には１６００℃の温度でアッシュを処理するための可燃性混合物を反応器内に生じさせることができる乾燥状態の供給ガスをも過熱させることができる。この温度では、可燃性混合物は、ガス化反応を受けた燃焼材料中の残留炭素を全て消費し、可燃性混合物の燃焼により生じ、アッシュを通過させることによりＣＯに富んだガスは、未反応ガスと再結合し、このガスの品質が向上する。
【０００９】
上述の温度では、ガス化反応は、非常に迅速なので通常のタール生成段階を通過せず、これにより、この方法が単純化されると共にその費用が減少する。
【００１０】
本発明の方法の好ましい実施形態によれば、ガス状混合物の加熱は、耐熱材料が詰め込まれた横型ヒータ内で生じ、この加熱は、順次、
【００１１】
第１の期間中、ヒータの第１部分に可燃性ガス及び燃焼用空気の燃焼により得られたヒュームガスを通すことにより耐熱材料を第１部分内で加熱する第１の段階及びヒータの第２部分内において、先に加熱された耐熱材料とヒータの第２部分内に供給された蒸気及び供給ガスとの間の第１の熱交換段階と、
【００１２】
第２の期間中、ヒータの第２部分にヒュームガスを通すことにより、第１の熱交換段階中に冷えたヒータの第２部分内の耐熱材料を加熱する第２の段階及びヒータの第１部分内に入っていて、第１の加熱段階中に加熱された耐熱材料とヒータの第１部分内に供給された蒸気及び供給ガスとの間の第２の熱交換段階と、
ヒュームガスが通過したばかりのヒータの部分をパージし、その後、部分に熱交換により加熱されるべき供給ガス及び蒸気を供給するステップとを有する。
【００１３】
この実施形態では、ヒータは、準連続型バーナとして働く。
【００１４】
本発明の有利な実施形態によれば、供給ガスは、空気であり、加熱状態のガス状混合物は、空気と蒸気の混合物であり、加熱された乾燥状態の供給ガスと一緒になって可燃性混合物を生じさせるガスは、気体燃料である。この場合、ガス化は、酸化ガス状媒体の存在下で行われ、それにより、冷却及び浄化後、浄化された反応ガスを生じさせることができ、この浄化された反応ガスを産業用の炉に使用でき又はガスタービン若しくは種々のエンジンに供給できる。
【００１５】
本発明の別の実施形態によれば、供給ガスは、可燃性ガスであり、加熱されたガス状混合物は、可燃性ガスと蒸気の混合物であり、加熱された乾燥状態の供給ガスと一緒になって可燃性混合物を生じさせるガスは、オキシダントガスである。この場合、ガス化は、有利には、蒸気と混合した再生利用ガスの存在下で行われ、それにより、例えばアンモニア、メタノール若しくは合成液体燃料の製造又は鉱石の直接還元を目的として合成ガスを生じさせることができる。
【００１６】
本発明の方法の他の特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。
【００１７】
本発明は又、本発明の方法を実施するヒータに関する。このヒータは、
横型円筒形ケーシングと、
ケーシングを各々に耐熱材料が詰め込まれた２つの部分に分割する垂直有孔仕切りと、
ケーシングの２つの部分の各々に設けられていて、有孔仕切りと反対の側に且つ高い高さ位置に位置している蒸気のための少なくとも１つの入口及びこれ又有孔仕切りと反対の側に位置し且つ蒸気のための少なくとも１つの入口と比較して低い高さ位置に位置する供給ガスのための少なくとも１つの入口と、
ケーシングの２つの部分に関し、２つの部分相互間に且つヒータの頂部に設けられた加熱されたガス状混合物のための出口及び２つの部分相互間に且つ加熱されたガス状混合物のための出口の高さ位置よりも低い高さ位置に設けられた乾燥状態の加熱された供給ガスのための出口と、
可燃性ガス及び燃焼用空気が供給され、有孔仕切りの近くでヒータの底部のところに設けられた少なくとも１つのバーナと、
ケーシングの２つの部分の各々に設けられていて、有孔仕切りと反対の側のところに設けられたヒュームガスのための少なくとも１つの出口とを有する。
【００１８】
種々の入口及び出口並びに上述の少なくとも１つのバーナの往復動構成により、本発明によれば、１つのヒータで、加熱された湿潤供給ガス及び加熱状態の乾燥供給ガスを連続的に且つ同時に生じさせることができる。
【００１９】
本発明のヒータの他の特徴は、特許請求の範囲に記載されている。
【００２０】
本発明の他の細部及び利点は、本発明の実施形態を記載した図面を参照して以下に非限定的に行われる説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
種々の図において、同一又は類似の要素には、同一の符号が付けられている。
【００２２】
図１は、本発明の設備の実施形態の一例を示している。この設備は、ガス化反応器又は反応炉２に少なくとも１２００℃の空気と蒸気で作られた酸化ガス状混合物及びこれと同じ温度状態にある乾燥空気を供給するガスヒータ１を有している。
【００２３】
図２に示すように、ヒータは、水平方向に配置されていて、有孔垂直仕切り６により有利には対称に２つの部分４，５に分割された円筒形ケーシング３を有している。これら２つの部分には、耐熱材料７が詰め込まれており、この耐熱材料のうちの一要素が、図３により詳細に示されている。当然のことながら、これは、例示に過ぎず、他の多くの形態の耐熱材料を利用できる。
【００２４】
ケーシングの２つの部分４，５の各々には、有孔仕切り６と反対側に位置する蒸気８，８′のための入口が設けられている。この蒸気入口８，８′は、ヒータ１の頂部に位置し、弁により閉鎖できる。また、これら部分４，５の各々には、これまた有孔仕切りと反対側に、この実施形態の実施例では、空気である供給ガスのための入口９，９′が設けられている。これは、蒸気のための入口８，８′の高さ位置よりも低い高さ位置に、具体的には、ヒータ１の底部に設けられ、この入口９，９′には、弁１２，１２′により閉鎖可能な導管１１，１１′によってこれら入口８，８′に連結された圧縮機１０により空気が供給される。
【００２５】
ヒータは、空気と蒸気の加熱状態のガス状混合物のための出口１３、即ち、図示の例では２つの部分４，５について１つだけであって、導管１４を介してガス化反応器と連通した出口を更に有している。この単一の出口１３は、上述の２つの部分４，５と同時に連通状態になるようヒータの２つの部分４，５相互間で有孔仕切り６の上方に設けられている。
【００２６】
ヒータは、加熱状態の乾燥空気のための出口１５を更に有し、この出口は、図示の例では、ケーシングの２つの部分４，５について共通であり、従って、ただ１つである。この出口１５は、ヒータの下半分に設けられている。この出口は、導管１６を介してガス化反応器２と連通状態にある。
【００２７】
ヒータは、バーナ１７を更に有し、このバーナは、図示の例では、ケーシングの２つの部分４，５について共通であり、従って、ただ１つである。この場合、バーナには、弁１９により閉鎖可能な導管１８を介して好ましくは既に高温状態にある燃焼用空気及び弁２１により閉鎖できる導管２０を介して好ましくは既に高温状態にある可燃性ガスが供給される。弁２２は、バーナが開口した燃焼チャンバ２３をヒータの部分４，５のうち一方又は他方に交互に連通させる。これら部分は各々、弁２５，２５′により閉鎖可能なヒュームガスのための少なくとも１つの出口、この場合、２つの出口２４，２４′を備えている。ヒュームガスは、導管２６，２６′を通って膨張装置２７に圧力下で排出される。
【００２８】
ガス化反応器には、図１及び図４に示されているように、貯蔵リザーバ２８から炭質材料２９が供給され、この貯蔵リザーバ内には、乾燥空気がリザーバ２８の底部のところの符号３０のところで導入することができる。貯蔵リザーバは、エレベータ３１を備え、このエレベータは、中間リザーバ３２の頂部のところに現れ、この中間リザーバは、底部を介して加圧リザーバ３３と連通状態にあり、次に、不変の圧力下のリザーバ３４と連通状態にある。これらリザーバ３２，３３，３４は、それぞれ、弁３５，３６によって分離されている。
【００２９】
ガス化反応器２には、その頂部のところにガス化されるべき材料が供給され、そのための手段として、材料注入スクリュー３７がこの材料をリザーバ３４から受け入れ、これを反応器内に圧力下で生じる加熱状態の酸化ガス状混合物のジェット中に注入する。
【００３０】
図示の反応器２は、その中央部分に、反応ガスを収集する環状導管３８を備え、この導管は、側方出口導管３９と連通している。
【００３１】
図示の反応器２の底部には、ヒータから来た加熱状態の乾燥空気を供給する導管１６及び気体燃料が供給される導管４０が設けられている。
【００３２】
溶融状態のアッシュ４１が堆積する反応器の底部には、溶融状態のアッシュを加圧スプリンクラーチャンバ４３内に排出するオリフィス４２が設けられており、この加圧スプリンクラーチャンバは、水を噴霧形態で注入するノズル４４を備えている。オリフィス４２は、それ自体公知の流れ制御部材４５を備えている。スプリンクラーチャンバ４３は、底部を介して中間リザーバ４４と連通し、次に、コンベヤベルト４５と連通している。
【００３３】
未反応ガスのための出口導管３９は、導管４６により熱交換器４７に連結され、この熱交換器は、図示の例では、４つの段を有している。最も上の段４８は、燃焼用空気のための入口及び出口を備えている。次の段４９は、可燃性ガスのための入口及び出口を備え、次の段５０は、水のための入口及び蒸気のための出口を備えている。最も下の段５１は、乾燥空気のための入口及び出口を備えている。
【００３４】
燃焼用空気入口は、図示の例では、導管５２によって空気圧縮機１０に連結され、燃焼用空気出口、導管１８によりヒータ１のバーナ１７に連結されている。
【００３５】
可燃性ガス入口は、図示の例では、導管５３によって浄化反応ガス出口導管５４に連結されている。可燃性ガス出口は、導管２０によりバーナ１７に連結されている。
【００３６】
熱交換器の段５０への水の導入は、符号５５のところで生じ、導管５６を通って出た蒸気を受け器５７によってヒータ１の蒸気のための入口８，８′に送ることができる。
【００３７】
段５１への乾燥空気の導入は、符号５８のところで生じ、符号５９のところで出た加熱状態の乾燥空気を処理されるべき炭質材料を乾燥させるために符号３０のところで供給される。
【００３８】
熱交換器４７の底部は、フィルタ６１により、ワッシャ６０と連通状態にあり、次に、２つの段、６２，６３を備えた浄化器と連通状態にあり、これら段は、活性炭で内張りされ、交互に働く。浄化された反応ガス出口導管５４は、これら２つの浄化器段の頂部に連結されている。
【００３９】
本発明の設備は、図１〜図４に示すように、以下のように作用する。
【００４０】
第１の期間中、ヒータ１の部分５を加熱する段階が行われる。弁２２は、図２の実線で示された位置にある。熱交換器４７の段４８内で７５０℃の温度状態に予熱された空気及びこの同一の熱交換器の段４９内で４５０℃に予熱された可燃性ガスをバーナ１７内で燃焼させる。可燃性ガスは、図示の例では、符号５４のところで得られた浄化反応ガスの部分再生利用から得られる。ヒュームガスは、ヒータの部分５の耐熱材料７を通過し、これらを高い温度に加熱し、次に、出口２４′、導管２５′及び装置２７を通って排出され、この装置２７では、膨張が生じる。この期間中、蒸気のための入口弁８′及び空気導入のための弁１２′は、閉じられている。
【００４１】
この同じ第１の期間中、ヒータの部分４は、熱交換を可能にする。熱交換器４７の段５０内で加熱されて水から形成され、受け器５７から入口８を介してヒータに導かれる蒸気は、ヒータの一端部のところで頂部を介して導入される。この期間中、符号１０のところで圧縮された空気を入口９を介してヒータのこの同じ部分４の底部領域中に注入する。次に、ヒュームガス出口の弁２５を閉じる。
【００４２】
ガスの流量を制御することにより、ヒータ内でのヒュームガスと酸化ガスの混合を回避することができる。
【００４３】
ヒータの部分４内で耐熱材料により加熱された空気は、この部分の頂部領域内で加熱された蒸気と混ざり合い、この酸化混合物は、１３００℃〜１４００℃に達する場合のある温度状態で導管１３を通ってヒータから出る。それと同時に、部分４の底部領域では、空気は、蒸気と混ざり合うことはなく、それどころか乾燥状態になり、それにより、それと同時に、乾燥状態の空気が、これまた１３００℃〜１４００℃で導管１５を通って排出可能である。
【００４４】
この第１の期間は、例えば２．５分〜４分間続く場合がある。
【００４５】
次に、ヒータの部分の各々の弁を逆に動作させる。部分５からヒュームガスをパージするため、可燃性ガス供給は、弁２１を２秒間閉じることにより遮断され、次に弁２２を図２に破線で示す位置に動かす。この第２の期間中、加熱ステップを受けるのはヒータの部分４であり、部分５は、熱交換を生じる。かくして、ヒータは、連続して機能する。
【００４６】
膨張装置２７により、圧縮機１０内での空気の圧縮に必要なエネルギーの８０％を回収することができる。膨張装置２７から出た完全燃焼ガスを大気中に放出する。
【００４７】
図示の実施形態の例では、熱交換器４７内で予熱された空気により前もって乾燥した炭質材料は、約１０〜４０ｍｍの粗い粒子の形態をしており、これをガス化反応器１の頂部に持って行く。ここで、炭質材料を非常に高い温度（１３００℃〜１４００℃）状態にある空気と蒸気の酸化ガス状混合物の流れ中に送り込み、反応が生じる流動床を形成し、この場合、タール生成段階を通らない。
【００４８】
反応器２内における反応により、温度が約９００℃の未還元ガスが生じる。このガスを、円形導管３８、導管３９、サイクロン分離器６４及び導管４６を介して、熱交換器４７に排出され、この熱交換器の４つの段４８〜５１が、上から下へ延びている。次に、冷却された状態の未反応ガスが、フィルタ６１、ガス洗浄器６０及び２つの浄化器段６２，６３のうちの一方を通り、それにより、浄化された反応ガスを得ることができ、その一部は、再生利用されてバーナ１７の稼働のために用いられる。
【００４９】
上述したように、非常に高温（１３００℃〜１４００℃）状態にある乾燥空気を、導管１６を通ってガス化反応器２の底部内に注入する。それと同時に、熱交換器内で７００℃に予熱された可燃性ガスを符号４０のところで注入する。この可燃性ガスも又、得られた浄化反応ガスの再生利用から得られる。乾燥空気内でのこの可燃性ガスの燃焼により、温度が１５００℃よりも高い温度、場合によっては最高１６００℃まで上昇する。反応器２の頂部のところで行われるガス化反応から生じて落下するアッシュ中には可燃性ガスを通して燃焼させ、かくして、アッシュが依然として含んでいる炭素を全て消費させ、これらガスは、導管３８を通る反応ガスと一緒に採取される。
【００５０】
さらに、この高い温度状態では、アッシュ４１は、液化して溶融形態で反応器２の底部のところに堆積する。このアッシュの高さ位置は、差圧によって制御され、このアッシュは、スプリンクラーチャンバ４３内に流れ込み、ここで、アッシュは水ジェットによって冷却されてガラス固化され、次にコンベヤベルト４５によって排出される。
【００５１】
図５に示す変形実施形態によれば、例えば、より細かい炭質材料を用いることができ、この炭質材料の粒子のサイズ（粒径）は、約０．５〜８ｍｍである。これらを数本の供給スクリュー３７によって反応器の周囲にぐるりと設けられた不変の圧力下にある数個のリザーバ３４から供給される。空気と蒸気の酸化ガス状混合物も又、これらスクリュー３７のところで接線方向に注入し、それにより、反応器の中間部に、ガス化反応が起こる循環床を形成することができる。
【００５２】
実施形態のこの例では、未燃焼ガスは、反応器の頂部のところで採取され、反応器の底部は、図４に示す部分と同一であるのがよい。
【００５３】
本発明の別の変形実施形態によれば、空気に代えて、可燃性ガス、特に、例えば浄化反応ガス出口導管内の符号６５のところで取り出された再生利用反応ガスをヒータ１で加熱するための手段を講じることも可能である。したがって、導管１４を通ってヒータから出た加熱状態のガス混合物は、再生利用反応ガスと蒸気の混合物であり、導管１６を通って出た乾燥状態のガスは、乾燥状態の再生利用反応ガスであり、これは、可燃性ガスである。導管４０により、気体燃料ではなく、オキシダントガス、例えば酸素が供給される。この方法により、設備の出口のところに、ＣＯ＋Ｈ2の濃度が９０％よりも高い浄化合成ガスを生じさせることができる。この場合、ガス化の正味の歩留まりは、約８２％であるのがよい。
【００５４】
本発明の方法の重要な利点は、大気中へのエミッションが、Ｓ、Ｃｌ、Ｐ、ＮＯという有害な元素又はフライアッシュ型の物質を含まず、汚染物質、例えばタール、毒性の液体等の混入物も含まないということにある。
【００５５】
以下の表は、本発明の方法によって得られた結果を使用した原料及び行ったガス化のタイプに応じて示している。
【００５６】
〔表１〕
酸化媒体中におけるガス化                再生利用ガスの存在下
材料                動物の粉      バイオマス      炭素      合成ガスの生成
圧力（単位：バール）  １５          １５          ２０          ５
使用法            ガスタービン    ガスタービン    ガスタービン  −
浄化ガス中の内容物
（単位：容積％）
ＣＨ4                ３．２        ４．５        ３．５        ０．３
ＣＯ               ２９．０      ３０．５      ３４．０      ４５．３
Ｈ2                ２９．０      ２６．５      ３１．０      ５１．５
ＣＯ2                ４．２        ５．０        ３．２        ０．６
Ｎ2                ３４．６      ３３．５      ２８．３        ２．３
ＮＣＶ*            ７９２１      ８３００      ８８７２    １１３６０
（単位：ｋｊ／ｍ3）
歩留まり**         ０．８８      ０．８８      ０．８８      ０．８２
*ＮＣＶ＝有用な浄化ガスの正味の発熱量
**歩留まり＝ＮＣＶ有効浄化ガス／ＮＣＶ乾燥材料                              
【００５７】
本発明は、上述した方法及び実施形態には何ら限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に属する多くの設計変更をこれら方法及び実施形態について行うことができることは理解されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の方法を実施する炭質材料のガス化のための設備を概略的に示す図である。
【図２】図１に示すヒータの概略拡大軸方向断面図である。
【図３】図２のヒータに用いることができる耐熱要素の斜視図である。
【図４】図１に示すような本発明のガス化反応器の概略拡大図である。
【図５】本発明に従って使用できるガス化反応器の変形実施形態の概略部分図である。
【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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【国際調査報告】
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