(57)【要約】  本発明は、主に二酸化炭素（ＣＯ２）を含む第１のガス廃棄物（１１）と、主に水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む第２のガス廃棄物（２１）との処理方法に関し、前記方法は、高温の炭素元素を含む第１の酸化還元反応物質の層（１０１）を介して前記第１のガス廃棄物（１１）を通過させることにより一酸化炭素（ＣＯ）を含む第１のガスフロー（１２）を発生させる工程と、高温の炭素元素を含む第２の酸化還元反応物質の層（２０１）を介して前記第２のガス廃棄物（２１）を通過させることにより主に水素（Ｈ２）を含む第２のガスフロー（２２）を発生させる工程と、第１及び第２のガスフロー（１２、２２）の少なくとも一方を有効利用する工程とを含む。この方法は、更に、水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とからの炭化水素（ＨＣ）分子の合成を含むことができる。本発明は、また、本発明による方法を実施するシステムにも関する。
2010531214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主に二酸化炭素（ＣＯ２）を含む第１のガス廃棄物（１１）と、主に水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む第２のガス廃棄物（２１）との処理方法であって、
−高温の炭素元素を含む第１の酸化還元反応物質の層（１０１）を介して前記第１のガス廃棄物（１１）を通過させることにより一酸化炭素（ＣＯ）を含む第１のガスフロー（１２）を発生させる工程と、
−高温の炭素元素を含む第２の酸化還元反応物質の層（２０１）を介して前記第２のガス廃棄物（２１）を通過させることにより主に水素（Ｈ２）を含む第２のガスフロー（２２）を発生させる工程と、
−第１及び第２のガスフロー（１２、２２）の少なくとも一方を有効利用する工程と、を含み、
前記第２の酸化還元層（２０１）の少なくとも一部が、第１の層（１０１）の高温の炭素元素の少なくとも一部の移動又は回収により構成される、前記方法。
【請求項２】
主に水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む第２のガス廃棄物（２１）が、高温の炭素元素を含む第２の層（２０１）を通過するとき、
−前記高温の炭素元素の存在下で水蒸気（Ｈ２Ｏ）の分子を還元し、前記還元により水素（Ｈ２）分子を生成し、
−前記高温の炭素元素の少なくとも一部を酸化し、前記酸化により二酸化炭素（ＣＯ２）分子を生成し、
前記第２のガスフロー（２２）が、水素（Ｈ２）及び一酸化炭素（ＣＯ２）を主に含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
主に二酸化炭素（ＣＯ２）を含む第１のガス廃棄物（１１）が、高温の炭素元素を含む第１の層（１０１）を通過するとき、
−前記高温の炭素元素の存在下で二酸化炭素（ＣＯ２）分子を還元し、前記還元により一酸化炭素（ＣＯ）分子を生成し、
−前記高温の炭素元素の少なくとも一部を酸化し、前記酸化により一酸化炭素（ＣＯ）分子を生成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】
第１及び第２のガスフロー（１２、２２）の少なくとも一方と冷却液フローとの熱交換を含み、前記ガスフローが、その熱エネルギーの少なくとも一部を前記冷却液フローに付与す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】
液体水（Ｈ２ＯＬ）を含み、熱交換により、高温の水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む第３のガスフロー（１３、２３）を生成することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
第２のガス廃棄物（２１）に含まれる水蒸気（Ｈ２Ｏ）の少なくとも一部が、第３のガスフロー（１３、２３）から送られることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
第２のガスフロー（２２）に含まれる二酸化炭素（ＣＯ２）の分離を含み、前記分離により、主に二酸化炭素（ＣＯ２）を含む第４のガスフロー（２５）を供給することを特徴とする、請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
第１のガス廃棄物（１１）に存在する二酸化炭素（ＣＯ２）の少なくとも一部が、第４のガスフロー（２５）から送られることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
第１の酸化還元層（１０１）の少なくとも一部が、燃焼性物質（Ｏ２）の存在下で、亜化学量論的な条件で炭素元素を含む燃料の燃焼により構成され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】
固体燃料が植物性バイオマス（Ｂ）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】
燃焼が、酸素（Ｏ２）の燃焼性物質の下で実施され、前記燃焼性物質が、第１の層（１０１）の中心に投入されることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
第１の層（１０１）の温度が１０００℃以上であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
第２の層（２０１）の温度が７００℃〜１０００℃であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
第２のガスフロー（２２）に存在する水素（Ｈ２）分子の分離を含んでおり、前記分離により、主に水素（Ｈ２）を含む第５のガスフロー（２６）を供給することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
水素（Ｈ２）と一酸化炭素（ＣＯ）とからのあらゆる炭化水素分子成分の合成を含んでいることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
更に、前記ガス廃棄物が第１の層及び／又は第２の層を通るときに、第１及び第２のガス廃棄物（１１、２１）の少なくとも一方に存在する燃料粒子の燃焼を含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
主に二酸化炭素（ＣＯ２）を含む第１のガス廃棄物（１１）と、主に水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む第２のガス廃棄物（２１）との再循環システムであって、前記システムが、エンクロージャ（Ｅ）を含んでおり、このエンクロージャが、
−高温の炭素元素を含む第１の酸化還元反応物質の層（１０１）を支持する第１のグリッド（１０２）を備えた第１の反応炉（１０）を有し、前記第１の層（１０１）を前記第１のガス廃棄物（１１）が通過して、一酸化炭素（ＣＯ）を含む第１のガスフロー（１２）を供給し、
−高温の炭素元素を含む第２の酸化還元反応物質の層（２０１）を支持する第２のグリッド（２０２）を備えた第２の反応炉（２０）を含み、前記第２の層（２０１）を前記第２のガス廃棄物（２１）が通過して、水素（Ｈ２）を含む第２のガスフロー（２２）を供給し、
−前記エンクロージャ（Ｅ）の前記第１及び第２のガスフローを別々に抽出可能な抽出開口部（１０６、２０６）を含んでおり、
前記システムが、更に、前記第１及び第２のガスフロー（１２、２２）の少なくとも一方の有効利用段を含んでいる、前記再循環システム。
【請求項１８】
第１及び第２の反応炉（１０、２０）が、相互に連通する連通開口部（Ｃ）を含んでおり、第１の層（１０１）の高温の炭素元素の少なくとも一部が、前記連通開口部（Ｃ）を通って第１の反応炉（１０）から第２の反応炉（２０）に移行し、第２の層（２０１）の少なくとも一部を形成することを特徴とする、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
第１の層（１０１）を支持する第１のグリッド（１０２）が、第２の層（２０１）を支持する第２のグリッド（２０２）よりも高い場所に配置され、第１のグリッド（１０２）が、第２のグリッド（２０２）に向かって著しく傾斜しており、第１のグリッド（１０２）の最も低い端部が、連通開口部（Ｃ）の位置にあり、第１の層（１０１）の高温の炭素元素の少なくとも一部が第１の反応炉（１０）から第２の反応炉（２０）に流れて第２の層（２０１）を形成するようにしていることを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
第１及び第２のグリッド（１０２、２０２）が、第１及び第２のガスフロー（１２、２２）を透過し、前記グリッド（１０２、２０２）の各々が、前記グリッド（１０２、２０２）を含む反応炉（１０、２０）を第１及び第２のゾーンに分離し、前記第１のゾーンが、前記グリッド（１０２、２０２）の上にあって、前記ガス廃棄物（１１、２１）の導入開口部（１０５、２０５）を含み、前記第２のゾーンが前記グリッド（１０２、２０２）の下にあって、前記ガスフロー（１２、２２）の抽出開口部を含んでいることを特徴とする、請求項１７〜１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
第１の反応炉（１０）が、炭素元素を含む燃料（Ｂ）の第１のグリッド（１０２）への導入開口部（１０３）を含んでおり、第１の層（１０１）が、燃焼性物質（Ｏ２）の存在下で、亜化学量論的な条件における前記燃料（Ｂ）の燃焼により形成されることを特徴とする、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２２】
第１及び第２の反応炉（１０、２０）の各々が、前記反応炉（１０、２０）への燃焼性物質（Ｏ２）の投入手段（１０４、２０４）を含んでいることを特徴とする、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２３】
第１及び第２の各反応炉（１０、２０）から出る残留物（Ｒ）の回収手段を含んでおり、前記残留物（Ｒ）が、前記反応炉（１０、２０）の底に配置される排出開口部（１０７、２０７）によって、前記反応炉（１０、２０）の各々から排出されることを特徴とする、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２４】
前記第１及び第２のガスフロー（１２、２２）の少なくとも一方と前記冷却液（Ｈ２ＯＬ）との熱交換を実施する少なくとも１つの熱交換器（Ｅ１、Ｅ２）を含んでいることを特徴とする、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２５】
冷却液が水（Ｈ２ＯＬ）であり、前記熱交換器（Ｅ１、Ｅ２）が、主に高温の水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む第３のガスフロー（１３、２３）を供給し、前記システムが、更に、第２の反応炉（２０）に第３のガスフロー（１３、２３）の少なくとも一部を供給する循環路を含んでいることを特徴とする、請求項１７〜２４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２６】
第２のガスフロー（２２）の様々なガス化合物の分離手段（２４）を含んでおり、前記第２のガスフロー（２２）が、高温の炭素元素の存在下で水蒸気（Ｈ２Ｏ）の酸化還元により得られる水素（Ｈ２）と二酸化炭素（ＣＯ２）とを含み、前記分離により、主に二酸化炭素（ＣＯ２）を含む第４のガスフロー（２５）と、主に水素（Ｈ２）を含む第５のガスフロー（２６）とを供給することを特徴とする、請求項１７〜２５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２７】
第１の反応炉（１０）に第４のガスフロー（２５）の少なくとも一部を供給する循環路を含んでい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】
水素（Ｈ２）及び一酸化炭素（ＣＯ）から炭化水素分子を合成する手段（３０）を含んでいることを特徴とする、請求項１７〜２７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、ガス廃棄物の処理方法に関する。本発明は、また、本発明による方法を実施するシステムに関する。
【０００２】
本発明の分野は、ガス廃棄物処理分野である。特に、本発明は、炭素元素を含む燃料、特に植物性バイオマスと、ガス廃棄物とから、独立した随伴的な一定の制御フローとして一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ２）分子を生成することに関する。本発明は、大部分の工業分野で用いることができる。
【０００３】
現在のところ、バイオマスの気化方法等の、植物性バイオマスの熱化学反応による一酸化炭素（ＣＯ）及び水素（Ｈ２）の生成方法並びにシステムが存在する。これらの方法は、処理反応炉で高温の湿ったガスフローによりバイオマスを処理することによってバイオマスを気化可能にするものである。反応炉内にあるバイオマスは、熱分解されて気化され、バイオマスの気化後に回収されるガスフローは、バイオマスの気化時に形成された一酸化炭素や炭化水素化合物等の気体成分を含んでいる。これらの気体成分は全て混合されており、その後、これらを別々に利用したい場合は分離が必要になる。気化方法の１つの欠点は、処理後に回収したガスフロー内に存在するガス成分の比率を別々に制御できないことにある。そのため、たとえば、バイオマスの気化により生成された水素と一酸化炭素との比率を制御することができない。更に、これらの方法では、水素と一酸化炭素を混合した状態でしか生成することができない。しかも、現在知られている気化方法及び気化システムでは、この方法自体とは別の出所から送られるＣＯ２を含むガス廃棄物を処理することができない。
【０００４】
本発明の目的は、従来技術のシステムの不都合を解消することができるＨ２及びＣＯの生成方法並びにシステムを提案することにある。
【０００５】
本発明の別の目的は、Ｈ２及びＣＯを別々に生成する方法並びにシステムを提案することにある。
【０００６】
本発明の別の目的は、ＣＯ生成量とは独立してＨ２生成量を制御可能な、Ｈ２及びＣＯの生成方法並びにシステムを提案することにある。
【０００７】
このため、本発明は、主に二酸化炭素（ＣＯ２）を含む第１のガス廃棄物と、主に水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む第２のガス廃棄物との処理方法を提案するものであり、この方法は、
−高温の炭素元素を含む第１の酸化還元反応物質の層を介して前記第１のガス廃棄物を通過させることにより一酸化炭素（ＣＯ）を含む第１のガスフローを発生させる工程と、
−高温の炭素元素を含む第２の酸化還元反応物質の層を介して前記第２のガス廃棄物を通過させることにより主に水素（Ｈ２）を含む第２のガスフローを発生させる工程と、
−第１及び第２のガスフローの少なくとも一方を有効利用する工程とを含む。
【０００８】
このようにして、本発明による方法は、水素と一酸化炭素を別々に生成することができる。本発明による方法によって、生成された水素と生成された一酸化炭素との比率を別々に制御可能になる。更に、一酸化炭素と水素は混合されず、別々に有効利用可能な別々の２つのガスフローを構成する。以下の説明では、読み取りやすくするために化学式を使用する。
【０００９】
本発明による方法は、主にＣＯ２を含む第１のガス廃棄物が高温の炭素元素を含む第１の層を通過するとき、
−高温の炭素元素の存在下でＣＯ２分子を還元する。この還元により一酸化炭素（ＣＯ）が生成される。また、
−高温の炭素元素の少なくとも一部を酸化する。この酸化によりＣＯ分子が生成される。
【００１０】
このようにして、第１のガス廃棄物から得られる第１のガスフローは、主にＣＯ分子を含む。物理学者ブードア（ＢＯＵＤＯＵＡＲＤ）が炭素酸化物ＣＯ２とＣＯとの平衡について証明した論証によれば、この第１のガスフローは、ＣＯ分子だけを含んでいなければならない。
【００１１】
有利には、本発明による方法は、第１及び第２のガスフローの少なくとも一方と冷却液との熱交換を含むことが可能であり、このガスフローは、その熱エネルギーの少なくとも一部を冷却液に与える。特に、第１及び第２のガスフローは、それらの熱エネルギーの少なくとも一部を冷却液に付与することができる。
【００１２】
更に、冷却液は水を含むことができる。本発明の特定の実施形態では、冷却液は気体又は液体状態の水とすることができる。その場合、第１及び第２のガスフローと水との熱交換により高温の水蒸気を含む第３のガスフローが生成される。
【００１３】
有利には、第２のガス廃棄物に含まれる水蒸気の少なくとも一部を、主に水蒸気を含む第３のガスフローから得ることができる。実際、第２のガス廃棄物の一部を、水蒸気を含むガス廃棄物を生成する設備から送ることができる。第３のガスフローの一部は、この設備から送られるガス廃棄物と混合されて、第２のガス廃棄物を得ることができる。
【００１４】
本発明の特定の実施形態では、この方法は、エネルギー供給が必要又は不要な別の装置、システム、あるいは設備により生成される水を含む、第２のガス廃棄物により開始することができる。方法が開始されると、第３のガスフローは、第２のガス廃棄物が本発明による方法により全面的に生成されるように第２のガス廃棄物となることができ、この場合、本発明による方法は、第２のガス廃棄物を生成するための熱エネルギーを自給可能である。
【００１５】
本発明による方法は、更に、主に水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む第２のガス廃棄物が、高温の炭素元素を含む第２の層を通過するとき、
−前記高温の炭素元素の存在下で水蒸気の分子を還元し、前記還元によりＨ２分子を生成し、
−前記高温の炭素元素の少なくとも一部を酸化し、前記酸化によりＣＯ分子を生成し、
−Ｈ２分子を生成する「ＣＯシフト」反応において、第２の層の最終通過時に反応物質層の後方ゾーンで、ＣＯ分子の存在下で水蒸気（Ｈ２Ｏ）を還元し、
−前記ＣＯ分子の少なくとも一部を酸化し、
前記酸化によりＣＯ２を生成し、第２のガスフローが、主に、水素Ｈ２と二酸化炭素ＣＯ２とを含んでいる。
【００１６】
本発明による方法は、更に、第２のガスフローに含まれるＣＯ２を分離して、主にＣＯ２を含む第４のガスフローと、主に水素Ｈ２を含む第５のガスフローとを供給する工程を含むことができる。
【００１７】
有利には、主にＣＯ２を含む第４のガスフローの少なくとも一部が、第１のガス廃棄物と混合可能にされている。実際、第１のガス廃棄物の一部は、ＣＯ２を含むガス廃棄物を試製する施設から送ることができる。第４のガスフローの一部が、この施設からのガス廃棄物と混合されて、第１のガス廃棄物が得られる。
【００１８】
本発明の特定の実施形態では、この方法は、エネルギー供給が必要又は不要な他の装置、システム、あるいは設備により生成されるＣＯ２を含む第１のガス廃棄物と共に開始可能である。方法が開始されると、第４のガスフローは、第１のガス廃棄物が本発明による方法により全面的に生成されるように、また、本発明による方法が第１のガス廃棄物を生成するために自給可能になるように、第１のガス廃棄物となることができる。
【００１９】
更に、第１の酸化還元層の少なくとも一部が、燃料の存在下で亜化学量論的（sous-stoechiometriques）な条件で炭素元素からなる燃料の燃焼により形成される。
【００２０】
こうした固体燃料は、植物性バイオマスを含むことができる。実際、植物性バイオマスは、有利には、炭素からなる固体燃料の基準を満たす。更に、植物性バイオマスは、以下の仕方で炭素の自然サイクルに関与する。植物性バイオマスの原子組成に入る炭素は、主に大気中の二酸化炭素の光合成による変換に由来する。従って、植物性バイオマスの燃焼によって生じるＣＯ２は、化石エネルギーの燃焼に由来するものとは異なり、温室効果ガスの問題に対する影響がない。更に、植物性バイオマスは、再生可能なエネルギー源である。ＣＯ２分子及び炭化水素分子は、生態学的な寿命サイクルの一部をなすが、工業は、これらの分子を過度に発生することで、生態系を汚染する深刻なアンバランスを作り出している。これらの元素は、本発明の方法によって直接恒久的に再循環可能になるので、温室効果ガス（ＧＥＳ）にはもはや関与しない。更に、再生かつ培養可能な原料である植物性バイオマス資源の大半が、本発明による方法で使用できる。本発明による使用のために植物性バイオマス資源を次のように調整する場合、これを有効利用して環境に効果をもたらすことは有益である。
−木質バイオマスは、単に荒く削ったチップ又はおがくずに細分し、脱水によって最適化することで、そのエネルギー量を徹底的に活用することができる。
−利用エネルギーを再循環させる適切な技術によって、これらの裁断物を焙焼することで、最終的な物質質量に対する炭素の比率が著しく増加し、いっそう反応性のよい燃料にされる。
−全ての植物性バイオマスを粉砕し、乾燥及び凝固させると、均質で安定した較正固体燃料に変わる。これらは、森林及び／又は農業に由来する原料の産地がどこであろうと同じ特性を有する。強力な圧縮により植物性物質の炭素濃度を（原物質の５０％ではなく）質量の８５％まで高めることができ、この技術による生成物は、システム内での重力による流れを促進するために、有利には、円筒形の形状をとることができる。
【００２１】
焙焼及び／又は圧縮は、特に保管中に固体燃料の品質が保持されるので、システムの全体利用を向上させる。
【００２２】
植物性バイオマスは、ほとんどどこでも多量に手に入り、その圧縮は、その作業用地自体でも、本発明による方法を実施するシステムを設置した工業用地でも、実施可能である。
【００２３】
固体燃料の燃焼は、燃焼性物質Ｏ２を用いて実施される。燃焼性物質は、第１の層の中心に的を絞って投入可能である。
【００２４】
有利には、第２の酸化還元層の少なくとも一部が、第１の層の高温の炭素元素の少なくとも一部の移動又は回収により構成される。第１の層は、第１の層よりも高い場所におくことができる。更に、第１の層を第２の層に向かって傾斜させて、第１の層の高温の炭素元素の少なくとも一部が、重力により第１の層から第２の層に向かって流れるようにすることができる。
【００２５】
本発明によれば、第１の層の温度は１０００℃以上であり、第２の層の温度は８００℃〜１０００℃である。第１及び第２の層の温度は、たとえばＯ２等の燃焼性物質の投入により調節可能である。
【００２６】
前述のように、本発明による方法は、第２のガスフロー中に存在するＣＯ２及びＨ２の分子の分離を含むことができ、この分離により、主にＨ２を含む第５のガスフローを供給する。ＣＯ２は第１の層によりＣＯとして再循環可能であり、液体及び／又は気体として一時的に保管され、施設の調節及び安全性に寄与することができる。また、工業経営者のもとで液体として商品化することもできる。ＣＯ２から２ＣＯへの脱酸素化はまた、ＣＯの採取を可能にし、これは、化石エネルギーに代替する場合に新しい寿命サイクルの１サイクルで又は最終的に温室効果ガスからそれ自体が抽出された、工業に由来するＣＯ２補助により補償可能にされる。
【００２７】
有利には、本発明による方法は、Ｈ２及びＣＯからの炭化水素化合物の合成を触媒等の手段に含むことができる。
【００２８】
実際、本発明による方法では、ＣＯ、Ｈ２、及びＣＯ２を含む３つのガスフローを別々に得られ、これらはカートリッジタンクに入れて、あらゆる所望の分量に応じて、既存及び将来的なあらゆる炭化水素調合により、化学及び石油化学のエコ産業の分野で、また環境及び公害防止の分野で使用することができる。
【００２９】
特に、本発明は、石油製品及び天然ガスを、これらの植物性由来の再生可能な気化燃料及び燃料に代替するための、合成による気化燃料及び液体気体燃料の生産をめざしている。これらの気化燃料及び液体気体燃料の合成のために、ＣＯ及びＨ２分子が利用される。この２つのガスは、量に応じて、専用の触媒システムで規定された適切な合成温度で送られる。浄化されるガスは、有利には、反応ガスにより加熱されてから、浄化温度に冷却することができる。このように決められた熱サイクルは、あらゆる熱設備及び熱システムの損失に固有の損失以外には、損失無しにループ化される。触媒合成前の炭化水素化合物のエネルギー容量は、本発明によるシステムで利用される燃料のエネルギーポテンシャルで得られる最大となる。
【００３０】
触媒の出口で、合成された新しいエネルギー源が回収される。
−合成バイオガスは調整されて、その状態で保管及び／又は利用される。
−液体炭化水素は蒸留されて、その状態で保管及び利用される。
−代替エネルギーの生産又は合成分子の生産用の炭化水素化合物は調整されて、その状態で保管及び／又は利用される。
【００３１】
更に、本発明による方法は、第１及び第２のガス廃棄物の少なくとも一方を、これらのガス廃棄物が第１の層及び／又は第２の層を通過するときに、第１のガス廃棄物及び／又は第２のガス廃棄物に存在する燃料粒子の燃焼によって浄化する。
【００３２】
本発明の別の特徴によれば、主に（ＣＯ２）を含む第１のガス廃棄物と、主に水蒸気（Ｈ２Ｏ）を含む第２のガス廃棄物との再循環システムを提案する。本発明によるシステムは、エンクロージャを含み、このエンクロージャが、
−高温の炭素元素を含む反応物質の第１の酸化還元層を支持する第１のグリッドを備えた第１の反応炉を有し、第１の層を第１のガス廃棄物が通過して、ＣＯを含む第１のガスフローを供給し、
−高温の炭素元素を含む反応物質の第２の酸化還元層を支持する第２のグリッドを備えた第２の反応炉を含み、第２の層を第２のガス廃棄物が通過して、Ｈ２を含む第２のガスフローを供給する。
本発明によるシステムは、更に、第１及び第２のガス流の少なくとも一方を有効利用する手段を含む。
【００３３】
有利には、本発明によるシステムは、第１及び第２の反応炉が相互に連通する連通開口部を含むことができ、それによって、第１の層の高温の炭素元素の少なくとも一部が、連通開口部を通って第１の反応炉から第２の反応炉に移行し、第２の層の少なくとも一部を形成するようにされている。
【００３４】
更に、第１の層を支持する第１のグリッドが、第２の層を支持する第２のグリッドよりも高い場所に配置されている。第１のグリッドは、第２のグリッドに向かって著しく傾斜しており、第１のグリッドの最も低い端部が、連通開口部の位置にあり、第１の層の高温の炭素元素の少なくとも一部が第１の反応炉から第２の反応炉に流れて第２の層を形成するようにされている。このようにして、第２の反応物質層の吸熱段階を回避する（低温の固体燃料を供給しなければならない場合）。吸熱現象は炭素酸化物を発生し、第２のガスフローの発生を妨害することがある。
【００３５】
更に、第１及び第２のグリッドは、第１及び第２のガスフローを透過可能であり、これらのグリッドの各々が、グリッドが置かれている反応炉を第１及び第２のゾーンに分離する。第１のゾーンは、グリッドの上にあって、反応炉へのガス廃棄物の導入開口部を含み、第２のゾーンは、前記グリッドの下にあって、ガスフローの抽出開口部を含む。更に、グリッドは、冷却液を用いて冷却可能であり、冷却液は、これらのグリッドで循環又は投入される水とすることができる。
【００３６】
有利には、第１の反応炉が、炭素元素を含む燃料の第１のグリッドへの導入開口部を含んでおり、第１の層が、燃焼性物質の存在下で、亜化学量論的な条件における燃料の燃焼により形成される。この燃料は、好適には、植物性バイオマスである。
【００３７】
第１及び第２の反応炉の各々は、この反応炉への燃焼性物質の投入手段を含んでおり、特に第１の酸化還元反応物質の層に対しては中心部への投入手段を含んでいる。この燃焼性物質は、一方では、第１の反応炉に投入される燃料、従って、重力により投入開口部から第２の反応炉に落ちる燃料の亜化学量論的な条件における燃焼を実施するために用いられ、他方では、酸化還元反応物質の２つの層の温度調節に用いられる。
【００３８】
本発明によるシステムは、更に、第１及び第２の各反応炉から出る残留物の回収手段を含んでいる。これらの残留物は、反応炉の底に配置されて残留物を収容するために設けられた少なくとも１つの灰受けに通じる排出開口部から排出される。
【００３９】
本発明によるシステムは、更に、前記第１及び第２のガスフローの少なくとも一方と前記冷却液との熱交換を実施する少なくとも１つの熱交換器を含むことができる。
【００４０】
この冷却液は水とすることができる。その場合、熱交換器は、高温の水蒸気を主に含む第３のガスフローを供給する。本発明によるシステムは、更に、第２の反応炉又は第２のガス廃棄物に第３のガスフローの少なくとも一部を供給する循環路を含むことができる。
【００４１】
更に、本発明によるシステムは、高温の炭素元素の存在下で水蒸気の酸化還元により得られるＨ２及びＣＯ２を含む、第２のガスフローの様々なガス化合物の分離手段を含んでいる。これらの分離手段は、主にＣＯ２を含む第４のガスフローと、主にＨ２を含む第５のガスフローとを供給可能である。
【００４２】
第４のガスフローの少なくとも一部は、供給循環路により、第１の反応炉に供給されるか、あるいは第１のガス廃棄物に混合することができる。
【００４３】
最後に、本発明によるシステムは、Ｈ２、ＣＯから、また、本発明による方法の際に得られるＣＯ２から、炭化水素化合物を合成する手段を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
本発明の他の長所及び特徴は、添付図面を参照し、少しも限定的ではない実施形態の詳しい説明を読めば、明らかになるであろう。
【図１】本発明によるシステムの概略図である。
【図２】第１及び第２の反応炉を含む本発明によるエンクロージャの概略図である。
【００４５】
図１は、本発明によるシステムの概略図である。
【００４６】
本発明は、高温の炭素元素を含む第１の酸化還元反応物質の層を含む第１の反応炉１０と、高温の炭素元素を含む第２の酸化還元反応物質の層を含む第２の反応炉２０とを有するエンクロージャＥを含んでいる。２個の反応炉１０、２０を含むこの反応エンクロージャＥについては、図２で示し、後で説明する。
【００４７】
エンクロージャＥ内にある反応炉１０は、バイオマスＢを受け取って反応炉１０、２０で実施される反応に供給し、特に、反応炉１０、２０内で酸化還元反応層を形成する。バイオマスＢは、好適には発熱量が最適化された植物性バイオマスである。第１の反応炉１０に導入されたバイオマスＢは、燃焼性物質Ｏ２の存在下で亜化学量論的な条件で酸素燃焼される。酸素は、反応炉１０に、また場合によっては反応炉２０に直接投入されることにより、一方では、バイオマスＢを燃焼させ、他方では、反応炉１０及び２０内にある反応物質の層の温度を調節する。酸素は、工業用酸素とすることができる。
【００４８】
反応炉１０は、主に二酸化炭素ＣＯ２を含む第１のガス廃棄物１１を受け取る。このガス廃棄物１１は、少なくとも部分的に外部の施設から送ることができる。図１に示した実施形態では、ガス廃棄物１１が、本発明による方法の様々な工程において、本発明によるシステムにより生成された様々なガスフローの再循環によって生成されている。亜化学量論的な酸素燃焼により炭素を含む固体燃料からなる反応炉１０内の反応物質層を通過することによって、第１のガス廃棄物１１内に存在するＣＯ２と、バイオマスの燃焼による二酸化炭素とは、ブードアにより決定された以下の反応により一酸化炭素ＣＯに還元される。
ＣＯ２＋Ｃ→２ＣＯ
反応温度が１０００℃以上になると変換が全面的に行われる。ＣＯは工業ガスであり、合成触媒に入る炭素が活性化した形態である。更に、得られるＣＯは、炭化水素分子及び工業生成物を発生する分子で利用可能な炭素合成に寄与することができる。第１のガス廃棄物１１に存在し、燃焼性物質Ｏ２のもとでバイオマスＢの燃焼に由来するＣＯ２の寿命サイクルは、このようにして延長され、温室ガス効果に荷担する化石燃料の炭素相当量に代替する。反応炉１０は、出口で、主にＣＯを含む第１のガスフロー１２を供給する。
【００４９】
反応炉２０は、主に高温水蒸気Ｈ２Ｏを含む第２のガス廃棄物２１を受け取る。
この第２のガス廃棄物２１は、少なくとも部分的に外部の施設から送ることができる。図１に示した実施形態では、第２のガス廃棄物２１が、本発明による方法の様々な工程において、本発明によるシステムによって生成された様々なガスフローのエネルギーを有効利用することによって生成されている。第２のガス廃棄物２１内にある水蒸気Ｈ２Ｏは、２つの反応炉から出るガスの冷却によりもたらされた、非常に高い温度にある。エンクロージャの専用反応炉１を通過する水蒸気の温度は、脱酸素反応に必要な条件にするために７００°〜１０００℃でなければならない。１０００℃以上の高温の炭素元素を含む反応物質層を反応炉２０内で通過することによって、Ｈ２Ｏ分子はその酸素原子を失い、炭素原子及び／又はＣＯ（一酸化炭素）分子を得るが、これは、次の式によって行われる。
Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２
次に、
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２
反応炉２０は、出口で、主に水素Ｈ２と二酸化炭素ＣＯ２とを含む第２のガスフロー２２を供給する。
【００５０】
エンクロージャＥの出口で、特に第１の反応炉１０及び第２の反応炉２０の出口で、第１のガスフロー１２と第２のガスフロー２２は高温になる。これらは、この温度では再利用できない。この反応方法では、ガスフローが所持する熱負荷が有用である。従って、この熱負荷を回収しなければならない。
【００５１】
反応炉１０により生成される第１のガスフロー１２は、水／ガス熱交換器Ｅ１を通過する。熱交換器Ｅ１内では、一酸化炭素ＣＯを含む第１のガスフロー１２がその余分な熱を、図１に示した例では液体の水Ｈ２ＯＬである冷却液に伝える。冷却液は、供給網又は専用リザーバの温度と圧力におかれている。第１のガスフロー１２は、その熱負荷を交換することによって水を蒸発させ、主に高温水蒸気を含む第３のガスフロー１３を供給しようとする。第１のガスフロー１２の冷却は、タンク１４内の第１のガスフロー１２にある一酸化炭素ＣＯの保管目標値及び／又はこのＣＯの利用目標値によって決定される。この温度は、熱交換器Ｅ１に入る液体の水Ｈ２ＯＬの温度に近い温度にすることができる。熱交換器Ｅ１から出る第３のガスフロー１３を構成する加熱水蒸気は、上記のような脱酸素化が行われるように反応炉２０に導かれる。第１のガスフロー１２の熱容量は、このようにして全体として再循環され、本発明による方法の全体収量に寄与する。そのため、第３のガスフローは、部分的に第２のガス廃棄物２１を構成する。
【００５２】
反応炉２０により生成された第２のガスフロー２２は、熱交換器Ｅ１と同様の、すなわち水／ガス熱交換器である熱交換器Ｅ２に移行し、ここで、主にＨ２及びＣＯ２をそれぞれ概算比率２／３−１／３で含む第２のガスフロー２２が、その余分な熱を冷却液に伝達する。冷却液は、図１に示した実施形態では、同様に液体の水Ｈ２ＯＬである。この冷却液は、供給網又は専用リザーバの温度と圧力におかれている。第２のガスフロー２２は、その熱負荷を交換することによって、液体の水Ｈ２ＯＬを蒸発させようとする。従って、熱交換器Ｅ２の出口で、主に加熱水蒸気を含むガスフロー２３が得られ、このガスフローが第３のガスフロー１３と混合されて反応炉２０に戻され、そこで脱酸素化される。熱交換器Ｅ１とＥ２とにより供給される全体（ガスフロー１３＋ガスフロー２３）が、第２のガス廃棄物２１を構成する。第２のガスフロー２２の冷却は、第２のガスフロー２２の使用目標値及び／又は保管目標値、及び／又は水素Ｈ２と二酸化炭素ＣＯ２との分離を行うガスセパレータ２４の最大収量に対して適切な温度により決定される。この温度は、熱交換器Ｅ２に入る液体の水の温度に近いものにすることができる。
【００５３】
第１のガスフロー１２及び第２のガスフロー２２の熱容量の回収及び／又は再循環は、本発明によるシステムの全体収量に寄与し、特に、Ｈ２及びＣＯの「ガスエネルギー」分子への固体バイオマスのエネルギー伝達に寄与する。
【００５４】
セパレータ２４は、Ｈ２及びＣＯ２の分離を実施する。従って、セパレータ２４の出口では、主に二酸化炭素ＣＯ２を含む第４のガスフロー２５と、主に水素Ｈ２を含む第５のガスフロー２６とが得られる。
【００５５】
主にＨ２を含む第５のガスフロー２６は、本発明によるシステムの設置用地では、たとえば炭化水素含有物の合成、及び／又は分子の水素化、及び／又は、たとえば燃料電池における発電、及び／又は、このガスを利用する全ての工業的な方法のために、そのままで利用可能である。また、後で利用する前にタンク２７に保管するために、その場で調整及び／又は液化することもできる。
【００５６】
主にＣＯ２を含む第４のガスフロー２５の少なくとも一部は、前述のように再循環してＣＯに還元するために、反応炉１０に再投入される。従って、第４のガスフロー２５の少なくとも一部は、第１のガス廃棄物１１を構成する。このように実施することによって、反応サイクルをループ化する。利用可能なエネルギーと合成ガスとの比、すなわち第１及び第２のガスフローと固体燃料のエネルギーポテンシャルとの比は最大になる。
【００５７】
主にＣＯ２を含む第４のガスフロー２５は、その利用を調節するために、使用を待つ間、タンク２８に保管されるように液化することができ、及び／又は、気体の状態でカートリッジタンクに入れることができる。
【００５８】
このようにして、Ｈ２及びＣＯ分子は、用途によって必要とされる量だけ、同じ又は異なる温度で別々に生成可能である。これらの分子は、触媒合成では一緒に利用可能であり、あるいは、異なる用途で２つを同時に使用する場合のように、別々に利用することもできる。
【００５９】
非常に高い収量のエネルギーの熱電併給システム、燃料電池、組み合わせサイクルのガスタービンでの直接的な用途の場合、第１及び第２のガスフローは、熱交換器Ｅ１及びＥ２における冷却後、分子の分離なしに利用可能にされる。合成ガスＨ２及びＣＯの発熱量に伝えられる固体燃料の発熱量は最大になる。エンクロージャＥと周辺機器との間で使用される断熱材に応じて、熱損失だけを上記の比率から引くべきである。その後、全体のエネルギー変換収量を決定することになるのは、これらのガスフロー１２及び２２を利用する設備の特性と品質とである。
【００６０】
各反応炉１０と２０の固形残留物Ｒは回収されて、反応炉１０及び２０から排出される。
【００６１】
たとえば炭化水素含有物の合成のために、あるいは分子を水素化するために、あるいは、このガスを利用するあらゆる工業的な方法のために、システムの設置用地でＨ２がそのままの状態で利用される場合、Ｈ２及びＣＯ２を分けて管理可能にする化学的なセパレータ又はダイヤフラム２５を用いなければならない。これらの設備は公知であり、一般に入手可能である。
【００６２】
Ｈ２を部分的又は全体としてタンク２７に保管する場合、現在用いられている方法は低温工学システムである。Ｈ２の液化温度／圧力を考慮して、ＣＯ２は当然ながらこの方法の最中に液化されるので分離は効果的である。
【００６３】
本発明によるシステムは、また、得られたＨ２及びＣＯから生成すべき炭化水素分子ＨＣの選択に応じて決定される少なくとも１つの触媒モジュール３０を含む。この触媒モジュールは、触媒、合成装置、改質装置、あるいは、化学産業及び石油化学産業で通常用いられている公知の他のあらゆるシステムもしくは装置を含むことができる。
【００６４】
有利には、本発明は、Ｈ２及びＣＯを別々に所望の量だけ生成することができる。そのため、得るべき分子に応じて触媒改質システムが供給され、液体及び気体の全ての炭化水素含有物ＨＣの合成が可能であり、合成モジュール３０の選択が決定要因となる。本発明によれば、有利には、気体及び液体合成システムの全てのタイプを、２つのＨ２及びＣＯ分子の生成に組み合わせることができる。これらのシステムは、同時に供給されるように共存可能である。そのため、合成は複数とすることができ、バイオマス及び／又は反応固体燃料が最初に所持するエネルギーに比べて最大の変換収量で、ガス及び液体燃料、ならびに自動車の気化燃料を同時に生成することができる。
【００６５】
本発明は、ここでは、差動式の２個の連通する反応炉１０及び２０を含む１個の共通エンクロージャＥの内部で、独立して随伴的かつ同時に行われる２つの反応を示している。
【００６６】
次に、図２を参照しながら、エンクロージャＥについて説明する。エンクロージャＥは、第１のガス廃棄物１１に存在する第１のＣＯ２還元反応炉１０と、第２のガス廃棄物２１に存在するＨ２Ｏの還元反応炉２０とを含む。
【００６７】
第１の反応炉１０は、第１のグリッド１０２により支持される第１の反応物質層１０１を含む。グリッド１０２は、反応ガスを透過し、冷却可能であってもなくてもよい。反応物質層は、また、「第１の熱ベース」とも呼ぶことができる。反応物質層は、酸素燃焼される固体燃料からなり、好適には、滴の形で導入開口部１０３からグリッドに導入される植物性バイオマスＢである。バイオマスＢは、森林材チップ、又は木質系のチップ／おがくずの大きさとすることができ、粉体及び／又は鋸くず、及び／又は、粒状物を固めて作ったあらゆる植物性材料、練炭、木切れ等とすることができる。これは、また、無水状態にあるか、又は焙焼された、あるいはまた高濃度炭素として凝固されて円筒形に較正された、森林バイオマス及び／又は農業バイオマスとすることができる。
【００６８】
一定の場合、また一定の用途では、この固体燃料は、石炭、泥炭、亜炭等とすることができる。
【００６９】
グリッド１０２に存在するバイオマスＢは酸化燃焼される。この酸化燃焼は、少なくとも１つのインジェクタ１０４により熱ベース１０１の中心に投入された燃焼性物質、好適にはＯ２の投入により可能にされる。Ｏ２の投入によって、第１の熱ベース１０１の厚み内で特定の層を組織化することができる。Ｏ２の投入は、第１の熱ベースの中央部（層）を酸化するように決定され、それによって、第１の熱ベースの位置で行われる反応全体に必要な熱エネルギーを発生する。熱ベースの上部は、燃焼性物質Ｂの連続供給により決定され、このゾーンは吸熱を行う。グリッド１０２と直接接触する下部は、ブードア反応により決定され、温度及び分子組成（ＣＯ２／ＣＯ比）が制御される。その調節は、投入されるＯ２の流量制御と、ＣＯ２の欠乏制御（ガスフローの主要部分はＣＯからなる）と、燃料供給とにより実施される。
【００７０】
反応炉２０は、高温の炭素元素を含む反応物質層２０１を有する。反応物質層２０１もまた、第２の熱ベースと呼ぶことができる。この層は、冷却可能であってもなくてもよい第２のグリッド２０２により支持されている。熱ベース２０１の温度調節は、熱ベース２０１の真上に配置された少なくとも１つのインジェクタ２０４から燃焼性物質Ｏ２を投入することによって実施される。
【００７１】
２個の反応炉１０、２０は、反応炉１０、２０を連通させる連通開口部Ｃを有する壁２０３により分離されている。
【００７２】
第１の熱ベース１０１を支持する第１のグリッド１０２は、第２の熱ベース２０１を支持する第２のグリッド２０２に向かって著しく傾斜している。グリッド２０２に最も近いグリッド１０２の端部は、連通開口部Ｃの位置に配置されている。グリッド１０２の傾斜と酸化燃焼の制御とによって、第１の熱ベース１０１の中央層が不安定にされ、燃焼する物質が下方に重力で落ちる。熱ベース１０１から出る燃えくずである高温の固体炭素粒子は、重力により開口部Ｃを通ってグリッド２０２に流れ、第２の熱ベース２０１を形成する。反応炉２０のグリッド２０２は、反応炉１０の第１の熱ベース１０１から出る固体燃料の燃えくずを受け取り、燃えくずは、重力により開口部Ｃを通って流れる。第１の熱ベース１０１を形成する酸素燃焼された固体バイオマス燃料から出るこれらの物質は、一部が酸化燃焼により消費されて、純粋な炭素の状態に還元される。これらの炭素粒子の温度により、酸化還元元素の炭素元素の反応性が非常によくなる。このようにして、燃えくずは自然に開口部Ｃから流れ、グリッド２０２上の反応炭素の充填物が連通開口部Ｃの高さ全体を覆うまでになる。第２の熱ベース２０１の高さを埋めることによって、第１の熱ベース１０１からの燃えくずの流れを調節する。
【００７３】
反応炉１０は、更に、還元すべきＣＯ２を含む第１のガス廃棄物１１の吸気開口部１０５を上部に含む。前述のように、第１のガス廃棄物は、少なくとも一部が、第４のガスフローの再循環によって送られる。第１のガス廃棄物１１に存在するＣＯ２は、固体燃料層の酸化燃焼のＣＯ２に加わる。第１のガス廃棄物に存在するＣＯ２の少なくとも一部は、また、本発明によるシステムの外部にある工業施設から送ることもできる。従って、含有する炭素の寿命サイクルを延長可能になり、温室効果を防ぐことに寄与する。こうした大気汚染物質の多少とも大きな部分を、本発明によるシステムでは再循環可能であり、第１の熱ベースの途中でＣＯ２の還元によって生じるＣＯは、物理学者ブードアにより証明された反応に従って作用する特殊な触媒で還元することができる。すなわち、ニッケルの存在下で原子ＯをＣＯに交換する２ＣＯの反応である。この反応は、１７２ｋＪ／ｍｏｌの発熱反応であり、約４００℃で平衡を保ち、この方法では、この発熱を再利用可能であって、すなわち２ＣＯ→Ｃ＋ＣＯ２＋１７２ｋＪ／ｍｏｌである。そのため、他のやり方では温室効果に寄与するであろう工業ＣＯ２を再循環し、構造化の有無にかかわらず無垢の物質からなる純粋な炭素元素を再生して、化石燃料の炭素に代わって工業サイクルに入れることにより、炭素の寿命サイクルを延長することができる。
【００７４】
第１のガスフローに存在するＣＯ２は、高温の炭素元素を含む第１の熱ベースの途中で分解される。このようにして、熱ベースの下流で、主にＣＯを含む第１のガスフロー１２を得られる。第１のガスフロー１２は、第１のグリッド１０２の下にある排出開口部１０６により反応炉１０から排出される。この排出開口部１０６に接続される管路は、反応炉１０のゾーンで一定の負圧を保証する抽出システムにより負圧保持される。第１の熱ベース１０１の固形残留物Ｒ、たとえば灰は、第１の反応炉１０の底に設けられた排出開口部１０７を介して重力により排出される。
【００７５】
前述のように、第２の熱ベース２０１は、２個の反応炉１０と２０の間で連通開口部Ｃにより固形反応体を供給され、第１の熱ベース１０１から送られる高温炭素、赤熱した炭素の流れを可能にする。第２の熱ベース２０１の飽和は、連通開口部Ｃの上縁により決定される。この第２の熱ベース２０１を構成する物質は、著しく還元性であり、その目的は、水蒸気を脱酸素化して水素とＣＯ２を生成することにある。
【００７６】
第１の熱ベース１０１により連続供給される第２の熱ベース２０１の上層は、第１の熱ベース１０１の温度になる。この層／上層を、第２のガス廃棄物２１に含まれる水蒸気Ｈ２Ｏが通過する。水蒸気は、反応炉２０内に、この反応炉の上部で第２の熱ベース２０１の上流に配置される吸気開口部２０５から加熱吸入されたものである。脱酸素化温度に加熱された水蒸気Ｈ２Ｏの一部は、第２の熱ベース２０１の上層を通過しながら脱酸素化される。脱酸素反応すなわち
Ｈ２Ｏ＋Ｃ→Ｈ２＋ＣＯ
は、吸熱反応である。第２の熱ベース２０１の上層の熱容量により、１３１ｋＪ／ｍｏｌが供給される。この上層における反応温度は、８００℃以上にしなければならず、Ｈ２Ｏの第１の脱酸素反応で、この層の温度が上記の閾値未満に下がるおそれがある場合、Ｏ２の投入２０４により、反応を最適温度に保持できる。
【００７７】
第２の熱ベース２０１の下層は、第２の反応炉２０の第２のグリッド２０２と直接接触し、以下の式により決定される第２の「ＣＯシフト」反応を行う。
Ｈ２Ｏ＋ＣＯ→Ｈ２＋ＣＯ２
【００７８】
この反応は、４１ｋＪ／ｍｏｌの発熱反応である。発散される熱エネルギーは、二重隔壁を設けることによって上記の下層に収容可能であり、この下層では、冷却液が当該熱エネルギーを吸収する。冷却液は、前述の熱交換器Ｅ１とＥ２において後で使用される水とすることができる。「ＣＯシフト」反応は、グリッド２０２の下流で続行され、熱交換器Ｅ２内で、この反応の発熱が熱交換器の冷却液に向けて発散されるまで続けられる。
【００７９】
第２のグリッドの下流で、廃棄物、主にＨ２とＣＯ２とを含む第２のガスフロー２２を得られる。反応炉２０は、更に、この反応炉２０の外に第２のガスフロー２２を排出可能にする排出開口部２０６を含む。排出開口部２０６は、反応炉２０内で一定の負圧を制御保持する抽出システムにより負圧保持される管に接続される。
【００８０】
第２の熱ベース２０１の固形残留物Ｒ、たとえば灰は、第２の反応炉２０の底に設けられた排出開口部２０７を介して重力により排出される。
【００８１】
エンクロージャＥの壁は、従来の熱手段により温度制御かつ調節されるように構成されており、エンクロージャは、熱損失を制限するように外部から断熱されている。
【００８２】
エンクロージャＥの壁は、これらの壁を冷却して熱エネルギーを回収できるように冷却液を投入可能な内部スペースを備えることができる。有利には、第２のガスフロー２１は、この内部スペースに追加熱容量を蓄積可能である。
【００８３】
２個の反応炉１０と２０における燃焼は、好適には逆にされ、ガス廃棄物及びガスフローは、自然の方向は上り方向である熱フローとは反対に、重力による下り移動方向を有する。従って、ガスシステムは、２個の反応炉１０、２０を負圧保持する機械的な抽出手段（図示せず）により強い負荷をかけられる。しかし、フローの構成は従来と同様にしてもよく、２個の反応炉１０と２０内で上り方向とし、あるいは、一方の反応炉では上りフロー、他方では下りフローと異なるものにしてもよい。
【００８４】
このようにして、システムは、少なくとも２つの独立して随伴的かつ同時に行われる反応を実施可能である。そのため、反応炉１０内の反応は、次の３つの効果を有する。
−固体燃料の少なくとも一部を完全に酸化燃焼することによって、システムに必要な熱エネルギーを生産する。
−以下の反応を可能にし、かつ反応炉２に反応体を供給するために反応体（超高温の赤熱炭素）を生成する。
−酸化反応：Ｃ＋Ｏ２→ＣＯ２、次いで、いわゆるブードア反応：ＣＯ２＋Ｃ→２ＣＯにより、一酸化炭素ＣＯを生成する。
【００８５】
このようにして、反応炉２の第２の熱ベース２０１は、「酸化還元」特性を有する赤熱炭素から構成される。第２の熱ベースを通過する全ての酸化元素及び分子は、脱酸素化されて、少なくとも１つの一酸化炭素ＣＯを発生する。その場合、システムは、ＳＯｘ、ＮＯｘ、フラン類、ダイオキシン等の汚染分子を還元し、特に、通常使用される工業ガスであるＣＯへの変換によって寿命サイクルを延長しながら温室効果ガスＣＯ２を還元する用意ができる。
【００８６】
本発明によれば、適用される反応は、特に、反応炉２０内で、水蒸気Ｈ２Ｏから、炭化水素分子の２つの成分の一方である水素Ｈ２への脱酸素反応である。
【００８７】
この反応炉２における反応は次の２つのサイクルで実施される。
１．Ｃ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋Ｈ２
２．「ＣＯシフト」：ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋Ｈ２
【００８８】
この反応の第１のサイクルは１３１ｋＪ／ｍｏｌの吸熱反応であり、第２のサイクルは４１ｋＪ／ｍｏｌの発熱反応であり、そのため全体の反応は吸熱反応であって、反応炉１０内で基本の植物性バイオマスの少なくとも一部の酸化燃焼により供給される補助熱９０ｋＪ／ｍｏｌが必要である。酸素補助システムは、有利には、あらゆるエネルギー不足を解消するために反応炉２０に設けられる。
【００８９】
従って、本発明によれば、反応炉１０と２０からは、次の２つの異なるガスが得られる。
−反応炉１ではブードア反応によりＣＯが得られる。
−反応炉２では、それぞれ約１／３、２／３の分子比率でＣＯ２及びＨ２が得られる。
【００９０】
これらのガスは非常に高温であり、反応炉１０の出口では１０００℃以上、反応炉２０の出口では約８００℃であって、大きな熱容量を保持する。ガスは、（特にＣＯ２からＨ２へ）浄化して分離するために冷却が必要であるので、従って、ガスは、水／ガス熱交換器により各フローを別々に通過する。熱交換器に導入される水は液体であり、そのため、この水と熱交換することになるガスフローの適切かつ一定の温度を決定することができる。熱交換につれて水は蒸発し、蒸気の温度が上昇し（６００／８００℃）、この高温「加熱」水蒸気が、第２のガス廃棄物として反応炉２０に導入され、反応炉２０内で脱酸素化される。これによって、反応に利用された熱エネルギーの大部分を回収し、再循環するのである。
【００９１】
このため、ガスは、それらのろ過／浄化（移し替えられたエーロゾル、炭素、残留Ｈ２Ｏなど）のための使用温度に冷却され、分離されてから、炭化水素化合物の所定の調合専用の触媒システムに投入される。
【００９２】
燃焼により生成されたＣＯ２と、原固体燃料の反応とは、本発明によれば、植物性であることが好ましい（再生する植物は成長時にＣＯ２相当量を吸収するので、温室効果ガスの問題に対して無害である）。その液化（工業用途のための）、隔離、ＣＯへの変換（化石燃料に代替するものとして）は、大気中に廃棄される化石燃料の工業ＣＯ２部分をその分だけ減らすことができる。本発明のシステムによるその再循環は、初期の固体燃料の「源」エネルギーから、合成炭化水素化合物により利用提供されるエネルギーへの変換収量を最大にする。
【００９３】
エンクロージャＥは、反応炉１０と２０の温度規格を満たすように構成される。各反応炉１０と２０のグリッド２０１と２０２は、グリッドの上流ゾーンとグリッドの下流ゾーンとの２つのゾーンに各々の反応炉を分割する。各反応炉は、上流ゾーンでは、処理すべきガス廃棄物の流入管を受容し、下流ゾーンでは、得られるガスフローの排出管を受容する。上流ゾーンはまた、Ｏ２インジェクタを含む。反応炉１０の上流ゾーンは、更に、バイオマスＢの吸入開口部１０３を含む。反応炉１０と２０の下流ゾーンは、得られた第１及び第２のガスフロー１２、２２の抽出開口部１０６、２０６と、残留物Ｒの排出開口部１０７、２０７とをそれぞれ含む。
【００９４】
本発明によるエンクロージャは、「植物性炭素反応炉（ＲＣＶ）」と呼ぶことができる。
【００９５】
もちろん、本発明は、上記の実施形態に制限されるものではない。
【図１】
2010531214.tif 000003
【図２】
2010531214.tif 000004
【国際調査報告】
2010531214.tif 000005
2010531214.tif 000006
2010531214.tif 000007
2010531214.tif 000008
2010531214.tif 000009
2010531214.tif 000010