(57)【要約】  本明細書で説明されているのは、ガスを酸化するためのシステム及び方法の実施例である。いくつかの実施例において、反応室は、燃料ガスを受け入れ、ガスをガスの自己発火温度より高い反応室内の温度に維持するように構成される。反応室は、反応室内の反応温度をフレームアウト温度より低い温度に維持するようにも構成され得る。いくつかの実施例において、酸化プロセスからの熱及び生成ガスは、例えば、タービン、レシプロ・エンジンを駆動するために使用され、反応室内に注入されて戻され得る。
2015517076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、触媒なしで酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、
（ａ）前記反応室内の反応温度が前記反応室内の前記燃料のフレームアウト温度に近づいたとき、又は（ｂ）反応室入口温度が自己発火閾値に近づいたときのうちの少なくとも一方を検出する検出モジュールと、
前記検出モジュールに基づき、（ｉ）前記反応室からの熱の除去又は（ｉｉ）前記反応室の前記入口温度のうちの少なくとも一方を変更するための命令を出力する補正モジュールとを備え、
前記補正モジュールは、（ｉ）前記反応温度内の実際の温度を前記フレームアウト温度より低い温度に維持すること、又は（ｉｉ）前記入口温度を前記燃料の前記自己発火閾値より高い温度に維持することのうちの少なくとも一方を行うように構成されたシステム。
【請求項２】
前記補正モジュールは、熱交換器によって前記反応室から熱を除去するための命令を出力する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記補正モジュールは、流体によって前記反応室から熱を除去するための命令を出力する請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記補正モジュールは、前記入口温度を上昇させるための命令を出力する請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記反応室内に位置決めされた熱交換器をさらに備える請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記反応室は、前記酸化可能な燃料の酸化を前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記補正モジュールは、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに前記反応室から熱を除去するための命令を出力する請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービンをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、触媒なしで酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、
（ａ）前記反応室内の反応温度が前記反応室内の前記燃料のフレームアウト温度に近づいたとき、及び（ｂ）反応室入口温度が自己発火閾値に近づいたときのうちの少なくとも一方を検出する検出モジュールと、
前記検出モジュールに基づき、（ｉ）前記反応温度内の実際の温度を前記フレームアウト温度より低い温度に維持すること、又は（ｉｉ）前記入口温度を前記燃料の前記自己発火閾値より高い温度に維持することのうちの少なくとも一方を行う命令を出力する補正モジュールとを備えるシステム。
【請求項１２】
前記補正モジュールは、前記反応室から熱を除去するための命令を熱交換器に出力する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記補正モジュールは、流体によって前記反応室から熱を除去するための命令を出力する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記補正モジュールは、前記入口温度を上昇させるための命令を出力する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記反応室内に位置決めされた熱交換器をさらに備える請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記反応室は、前記酸化可能な燃料の酸化を前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記補正モジュールは、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに前記反応室から熱を除去するための命令を出力する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、触媒なしで酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、
（ａ）前記反応室内の反応温度が前記反応室内の前記燃料のフレームアウト温度に近づくこと及び（ｂ）反応室入口温度低下が自己発火閾値に近づくことのうちの少なくとも一方がいつ生じたかを検出するプロセッサとを備えるシステム。
【請求項１９】
前記プロセッサに基づき、前記反応室内の実際の温度を下げて、前記反応室から熱を除去することによって前記燃料の前記フレームアウト温度より低い温度に維持する補正モジュールをさらに備える請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記プロセッサに基づき、前記反応室内の前記酸化可能な燃料の滞留時間を延長することによって前記入口温度を前記燃料の前記自己発火閾値より高い温度に上昇させる補正モジュールをさらに備える請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
燃料を酸化するための酸化装置であって、
（ｉ）燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された１つ又は複数の入口及び（ｉｉ）前記反応室から反応生成物を導くように構成された１つ又は複数の出口を有する反応室と、
前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で、前記少なくとも１つのガスのうちの１つ又は複数のガスの温度を前記反応室内の燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを有する、結果として得られる混合物の自己発火温度より高い温度に維持するように構成された加熱装置とを具備し、
前記反応室は、（ａ）前記混合物を酸化し、（ｂ）前記反応室内の断熱温度を前記混合物のフレームアウト温度より高い温度に、前記反応室内の最高反応温度を前記混合物の前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される酸化装置。
【請求項２２】
前記反応室から熱を除去するように構成された冷却器をさらに備える請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項２３】
前記冷却器は、蒸気を発生することによって前記反応室から熱を除去するように構成される請求項２２に記載の酸化装置。
【請求項２４】
前記反応室は、単一の入口を備える請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項２５】
前記酸化装置は、前記混合物が前記単一の入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項２４に記載の酸化装置。
【請求項２６】
前記加熱装置は、前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で前記反応生成物からの熱を前記混合物に伝達する熱交換器を備える請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項２７】
前記加熱装置は、前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項２８】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項２９】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項３０】
前記酸化装置は、前記反応室からの前記反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される請求項２９に記載の酸化装置。
【請求項３１】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して前記酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項３２】
前記酸化装置は、前記反応生成物が前記出口を通して前記反応室から導き出される流速を変更するように構成される請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項３３】
前記酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスの１つ又は複数が前記１つ又は複数の入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項３４】
前記入口のところで、又は前記入口の近くで前記混合物の流れ又は前記混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置をさらに備える請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項３５】
１つ若しくは複数の入口のところで、又は１つ若しくは複数の入口の近くで燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つの温度、流速、又は圧力のうちの少なくとも１つを変えるように構成された調節装置をさらに備える請求項２１に記載の酸化装置。
【請求項３６】
燃料を酸化するための酸化装置であって、
（ｉ）燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された入口及び（ｉｉ）前記反応室から反応生成物を導くように構成された出口を有する反応室と、
前記入口のところで、又は前で、入ってくるガスの温度を、前記反応室内で燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスを含む、結果として得られる混合物の自己発火温度より高い温度に維持するための手段とを具備し、
前記反応室は、（ａ）前記混合物を酸化し、（ｂ）前記反応室内の断熱温度を前記混合物のフレームアウト温度より高い温度に、前記反応室内の最高反応温度を前記混合物の前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される酸化装置。
【請求項３７】
前記反応室は、複数の入口を備える請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項３８】
前記反応室は、複数の出口を備える請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項３９】
温度を上げるための前記手段は、前記入口のところで、又は前で前記反応生成物からの熱を前記混合物に伝達する熱交換器を備える請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項４０】
温度を上げるための前記手段は、前記入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項４１】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項４２】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項４３】
前記酸化装置は、前記反応室からの前記反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される請求項４２に記載の酸化装置。
【請求項４４】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して前記酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項４５】
前記酸化装置は、前記混合物が前記入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項４６】
前記酸化装置は、前記反応生成物が前記出口を通して前記反応室から導き出される流速を変更するように構成される請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項４７】
前記入口のところで、又は前記入口の近くで前記混合物の流れ又は前記混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置をさらに備える請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項４８】
前記混合物の酸化中に、又は酸化後に、前記反応室から熱を除去する冷却器をさらに備える請求項３６に記載の酸化装置。
【請求項４９】
燃料を酸化するための酸化装置であって、
（ｉ）燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された１つ又は複数の入口及び（ｉｉ）前記反応室から反応生成物を導くように構成された１つ又は複数の出口を有する反応室と、
前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で、前記少なくとも１つのガスのうちの１つ又は複数のガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスを有する前記反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より低い温度となるように維持するように構成された調節装置と、
前記反応室内に位置決めされ、前記１つ又は複数の入口で、又は近くで前記入ってくる結果として得られる混合物を加熱し、それにより前記反応室内の前記結果として得られる混合物の温度が前記自己発火温度より高くなるように構成された熱交換器とを具備し、
前記反応室は、（ａ）前記混合物を酸化し、（ｂ）前記反応室内の断熱温度を前記混合物のフレームアウト温度より低い温度に、前記反応室内の最高反応温度を前記混合物の前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される酸化装置。
【請求項５０】
前記反応室は、単一の入口を備える請求項４９に記載の酸化装置。
【請求項５１】
前記酸化装置は、前記混合物が前記１つ又は複数の入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項５０に記載の酸化装置。
【請求項５２】
前記酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスの１つ又は複数が前記１つ又は複数の入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項４９に記載の酸化装置。
【請求項５３】
前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で前記反応生成物からの熱を前記混合物に伝達する加熱装置をさらに備える請求項４９に記載の酸化装置。
【請求項５４】
前記調節装置は、前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される請求項４９に記載の酸化装置。
【請求項５５】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される請求項４９に記載の酸化装置。
【請求項５６】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される請求項４９に記載の酸化装置。
【請求項５７】
前記酸化装置は、前記反応室からの前記反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される請求項５６に記載の酸化装置。
【請求項５８】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して前記酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される請求項４９に記載の酸化装置。
【請求項５９】
前記酸化装置は、前記反応生成物が前記出口を通して前記反応室から導き出される流速を変更するように構成される請求項４９に記載の酸化装置。
【請求項６０】
前記入口のところで、又は前記入口の近くで前記混合物の流れ又は前記混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された制御装置をさらに備える請求項４９に記載の酸化装置。
【請求項６１】
１つ若しくは複数の入口のところで、又は１つ若しくは複数の入口の近くで燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つの温度、流速、又は圧力のうちの少なくとも１つを変えるように構成された制御装置をさらに備える請求項４９に記載の酸化装置。
【請求項６２】
燃料を酸化するための酸化装置であって、
（ｉ）燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された入口及び（ｉｉ）前記反応室から反応生成物を導くように構成された出口を有する反応室と、
前記入口のところで、又は前で、前記入ってくるガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスを有する前記反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より低い温度に維持するための手段と、
前記反応室内に位置決めされ、前記１つ又は複数の入口で、又は近くで前記入ってくる結果として得られる混合物を加熱し、それにより前記反応室内の前記結果として得られる混合物の温度が前記自己発火温度より高くなるように構成された熱交換器とを具備し、
前記反応室は、（ａ）前記混合物を酸化し、（ｂ）前記反応室内の断熱温度を前記混合物のフレームアウト温度より低い温度に、前記反応室内の最高反応温度を前記混合物の前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される酸化装置。
【請求項６３】
前記反応室は、複数の入口を備える請求項６２に記載の酸化装置。
【請求項６４】
前記反応室は、複数の出口を備える請求項６２に記載の酸化装置。
【請求項６５】
温度を維持するための前記手段は、前記入口のところで、又は前で前記反応生成物からの熱を前記混合物に伝達する熱交換器を備える請求項６２に記載の酸化装置。
【請求項６６】
温度を維持するための前記手段は、前記入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される請求項６２に記載の酸化装置。
【請求項６７】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される請求項６２に記載の酸化装置。
【請求項６８】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される請求項６２に記載の酸化装置。
【請求項６９】
前記酸化装置は、前記反応室からの前記反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される請求項６８に記載の酸化装置。
【請求項７０】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して前記酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される請求項６２に記載の酸化装置。
【請求項７１】
前記酸化装置は、前記混合物が前記入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項６２に記載の酸化装置。
【請求項７２】
前記酸化装置は、前記反応生成物が前記出口を通して前記反応室から導き出される流速を変更するように構成される請求項６２に記載の酸化装置。
【請求項７３】
前記入口のところで、又は前記入口の近くで前記混合物の流れ又は前記混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された制御装置をさらに備える請求項６２に記載の酸化装置。
【請求項７４】
燃料を酸化するための酸化装置であって、
（ｉ）燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された１つ又は複数の入口及び（ｉｉ）前記反応室から反応生成物を導くように構成された１つ又は複数の出口を有する反応室と、
前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で、前記少なくとも１つのガスのうちの１つ又は複数のガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスを有する前記反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より低い温度となるように維持するように構成された調節装置と、
前記反応室内に位置決めされ、前記１つ又は複数の入口で、又は近くで前記入ってくる結果として得られる混合物を加熱し、それにより前記反応室内の前記結果として得られる混合物の温度が前記自己発火温度より高くなるように構成された熱交換器と、
前記反応室の内側の前記混合物が前記自己発火温度より高い温度に上げられた後に前記反応室から熱を除去する冷却器とを具備し、
前記反応室は、（ａ）前記混合物を酸化し、（ｂ）前記反応室内の断熱温度を前記混合物のフレームアウト温度より高い温度に、前記反応室内の最高反応温度を前記混合物の前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される酸化装置。
【請求項７５】
前記冷却器は、蒸気を発生することによって前記反応室から熱を除去するように構成される請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項７６】
前記熱交換器は、前記反応室内に多孔質媒体を備える請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項７７】
前記熱交換器は、前記反応室内に流体媒体を備える請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項７８】
前記熱交換器は、前記反応室を通して循環される媒体を備える請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項７９】
前記熱交換器は、チューブ・イン・チューブ式熱交換器を備える請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項８０】
前記反応室は、単一の入口を備える請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項８１】
前記調節装置は、前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項８２】
前記酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項８３】
前記酸化装置は、前記反応室からの反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項８４】
前記酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して前記酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項８５】
前記酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスの１つ又は複数が前記１つ又は複数の入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項８６】
前記酸化装置は、前記反応生成物が前記出口を通して前記反応室から導き出される流速を変更するように構成される請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項８７】
前記入口のところで、又は前記入口の近くで前記混合物の流れ又は前記混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置をさらに備える請求項７４に記載の酸化装置。
【請求項８８】
燃料を酸化するための酸化装置であって、
（ｉ）燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された入口及び（ｉｉ）前記反応室から反応生成物を導くように構成された出口を有する反応室と、
前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で、前記少なくとも１つのガスのうちの１つ又は複数のガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスを有する前記反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より低い温度となるように維持するための手段と、
前記反応室内に位置決めされ、前記１つ又は複数の入口で、又は近くで前記入ってくる結果として得られる混合物を加熱し、それにより前記反応室内の前記結果として得られる混合物の温度が前記自己発火温度より高くなるように構成された熱交換器と、
前記反応室の内側の前記混合物が前記自己発火温度より高い温度に上げられた後に前記反応室から熱を除去するための手段とを具備し、
前記反応室は、（ａ）前記混合物を酸化し、（ｂ）前記反応室内の断熱温度を前記混合物のフレームアウト温度より高い温度に、前記反応室内の最高反応温度を前記混合物の前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される酸化装置。
【請求項８９】
熱を除去するための前記手段は、蒸気を発生することによって前記反応室から熱を除去するように構成される請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項９０】
前記熱交換器は、前記反応室内に多孔質媒体を備える請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項９１】
前記熱交換器は、前記反応室内に流体媒体を備える請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項９２】
前記熱交換器は、前記反応室を通して循環される媒体を備える請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項９３】
前記反応室は、複数の入口を備える請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項９４】
前記反応室は、複数の出口を備える請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項９５】
維持するための前記手段は、前記入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項９６】
前記酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項９７】
前記酸化装置は、前記反応室からの反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項９８】
前記酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して前記反応室を通らない材料を加熱するように構成される請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項９９】
前記酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスの１つ又は複数が前記入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項１００】
前記酸化装置は、反応生成物が前記出口を通して前記反応室から導き出される流速を変更するように構成される請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項１０１】
前記入口のところで、又は前記入口の近くで前記混合物の流れ又は前記混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置をさらに備える請求項８８に記載の酸化装置。
【請求項１０２】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、前記反応室内で前記燃料の徐酸化を維持するように構成された酸化装置と、
前記反応室から熱を奪うための手段であって、前記反応室内の断熱反応温度がフレームアウト温度に近づいたときに、前記反応室から熱が奪われ、これにより前記反応室内の実際の温度を前記フレームアウト温度を超えない温度まで下げる、手段とを備えるシステム。
【請求項１０３】
前記反応室から熱を奪うための前記手段は、熱交換器を備える請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０４】
前記反応室から熱を奪うための前記手段は、流体を含む請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０５】
前記反応室から熱を奪うための前記手段は、蒸気を発生するための手段を備える請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０６】
熱を奪うための前記手段は、前記反応室内の前記実際の温度が前記フレームアウト温度まで上昇したときに前記反応室から熱を奪うように構成される請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０７】
前記反応室の前記入口のところで、前記ガスの温度を前記燃料の前記自己発火温度より高い温度まで上昇させるための手段をさらに備える請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１０８】
前記手段は、前記酸化装置内に熱交換器を備える請求項１０７に記載のシステム。
【請求項１０９】
前記反応室は、触媒なしで前記酸化可能な燃料の徐酸化を維持するように構成される請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１１０】
前記手段は、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに前記反応室から熱を奪うように構成される請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１１１】
前記反応室出口からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービンをさらに備える請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１１２】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１１３】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項１０２に記載のシステム。
【請求項１１４】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、前記反応室内で徐酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、
前記反応室内の断熱反応温度がフレームアウト温度に近づいたときに前記反応室から熱を奪い、前記反応室内の実際の温度が前記フレームアウト温度を超えないレベルまで下がるように構成された熱交換器とを備えるシステム。
【請求項１１５】
前記熱交換器は、前記反応室の前記実際の温度が前記フレームアウト温度まで上昇したときに前記反応室から熱を奪うように構成される請求項１１４に記載のシステム。
【請求項１１６】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービンをさらに備える請求項１１４に記載のシステム。
【請求項１１７】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項１１４に記載のシステム。
【請求項１１８】
前記熱交換器は、前記反応室の前記入口のところで、前記ガスの温度を前記燃料の前記自己発火温度より高い温度まで上昇させるように構成される請求項１１４に記載のシステム。
【請求項１１９】
前記熱交換器は、前記反応室内に導入される流体を備える請求項１１４に記載のシステム。
【請求項１２０】
前記熱交換器は、前記反応室から前記流体を排出するように構成される請求項１１８に記載のシステム。
【請求項１２１】
前記熱交換器は、蒸気を発生するための手段を備える請求項１１４に記載のシステム。
【請求項１２２】
前記反応室は、触媒なしで前記酸化可能な燃料の徐酸化を維持するように構成される請求項１１４に記載のシステム。
【請求項１２３】
前記熱交換器は、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに前記反応室から熱を奪うように構成される請求項１１４に記載のシステム。
【請求項１２４】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項１１４に記載のシステム。
【請求項１２５】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れることであって、前記反応室は前記反応室内の前記燃料の徐酸化プロセスを維持するように構成されている、ことと、
前記反応室内の断熱反応温度がフレームアウト温度に近づいたときに前記反応室から熱を奪い、前記反応室内の実際の温度が前記フレームアウト温度を超えないようにすることとを含む方法。
【請求項１２６】
タービン内の前記反応室からのガスを膨脹させることをさらに含む請求項１２５に記載の方法。
【請求項１２７】
前記燃料を、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に圧縮機で圧縮することをさらに含む請求項１２５に記載の方法。
【請求項１２８】
前記反応室から熱を奪うことは、流体を前記反応室内に導入することを含む請求項１２５に記載の方法。
【請求項１２９】
前記反応室から前記流体を排出することをさらに含む請求項１２８に記載の方法。
【請求項１３０】
前記流体は、前記反応室から蒸気の形態で排出される請求項１２９に記載の方法。
【請求項１３１】
前記反応室は、触媒なしで前記酸化可能な燃料の徐酸化を維持する請求項１２５に記載の方法。
【請求項１３２】
熱は、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに前記反応室から奪われる請求項１２５に記載の方法。
【請求項１３３】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項１２５に記載の方法。
【請求項１３４】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れることであって、前記反応室は前記反応室内の温度を維持して前記反応室内で前記燃料を徐酸化するように構成されている、ことと、
前記反応室内の前記温度を下げて、前記反応室内の実際の温度がフレームアウト温度より低いままになるようにすることとを含む方法。
【請求項１３５】
前記温度を下げることは、前記反応室から熱を奪うことを含む請求項１３４に記載の方法。
【請求項１３６】
タービン内の前記反応室からのガスを膨脹させることをさらに含む請求項１３４に記載の方法。
【請求項１３７】
前記燃料を、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に圧縮機で圧縮することをさらに含む請求項１３４に記載の方法。
【請求項１３８】
前記温度を下げることは、流体を前記反応室内に導入することを含む請求項１３４に記載の方法。
【請求項１３９】
前記反応室から前記流体を排出することをさらに含む請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４０】
前記流体は、前記反応室から蒸気の形態で排出される請求項１３９に記載の方法。
【請求項１４１】
前記反応室は、触媒なしで前記酸化可能な燃料の徐酸化を維持する請求項１３４に記載の方法。
【請求項１４２】
前記温度は、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えないように下げられる請求項１３４に記載の方法。
【請求項１４３】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項１３４に記載の方法。
【請求項１４４】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化装置の反応室内の温度を判定することであって、前記反応室は入口及び出口を有し、酸化可能な燃料の徐酸化を維持するように構成されている、ことと、
前記反応室内の前記温度がフレームアウト温度に近づいたときに前記反応室内の前記温度を下げる信号を出力し、前記温度が前記フレームアウト温度より低い温度に留まるようにすることとを含む方法。
【請求項１４５】
前記信号は、前記反応室から熱を除去するための命令を含む請求項１４４に記載の方法。
【請求項１４６】
前記信号は、流体を前記反応室内に導入することによって前記温度を下げる命令を含む請求項１４４に記載の方法。
【請求項１４７】
前記信号は、前記反応室から前記流体を排出するための命令を含む請求項１４６に記載の方法。
【請求項１４８】
前記流体を前記反応室から排出するための前記命令は、前記流体を蒸気の形態で排出することを含む請求項１４７に記載の方法。
【請求項１４９】
前記酸化可能な燃料のデータに基づき、前記反応室内の断熱反応温度を反復計算することをさらに含む請求項１４４に記載の方法。
【請求項１５０】
前記反応室内の前記温度を下げるための前記信号は、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに出力される請求項１４４に記載の方法。
【請求項１５１】
前記反応室から熱を奪うための前記信号は、前記温度が水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つのフレームアウト温度に近づいたときに出力される請求項１４４に記載の方法。
【請求項１５２】
前記反応室から熱を奪うための前記信号は、前記温度が前記フレームアウト温度まで上昇したときに出力される請求項１４４に記載の方法。
【請求項１５３】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化装置の反応室内の温度を判定することであって、前記反応室は入口及び出口を有し、酸化可能な燃料の徐酸化を維持するように構成されている、ことと、
前記反応室内の前記温度がフレームアウト温度に近づいたときに前記反応室から熱を奪うための信号を熱交換器に出力することとを含む方法。
【請求項１５４】
前記信号は、液体を前記反応室内に導入することによって前記反応室から熱を奪うための命令を含む請求項１５３に記載の方法。
【請求項１５５】
前記信号は、前記反応室から前記流体を排出するための命令を含む請求項１５４に記載の方法。
【請求項１５６】
前記流体を前記反応室から排出するための前記命令は、前記流体を蒸気の形態で排出するための命令を含む請求項１５５に記載の方法。
【請求項１５７】
前記反応室から熱を奪うための前記信号は、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに出力される請求項１５３に記載の方法。
【請求項１５８】
前記反応室から熱を奪うための前記信号は、前記温度が水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つのフレームアウト温度を超えたときに出力される請求項１５３に記載の方法。
【請求項１５９】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化装置の反応室内の温度を判定することであって、前記反応室は入口及び出口を有し、酸化可能な燃料の徐酸化を維持するように構成されている、ことと、
センサーを使って、前記反応室内の前記温度が前記反応室内の前記燃料のフレームアウト温度にいつ近づいたかを判定することとを含む方法。
【請求項１６０】
前記反応室内の算出された断熱反応温度が前記フレームアウト温度を超えたときに前記反応室内の前記温度を下げるための信号を出力することをさらに含む請求項１５９に記載の方法。
【請求項１６１】
前記算出される断熱反応温度は、前記反応室内の前記酸化可能な燃料及び酸化剤に基づく請求項１６０に記載の方法。
【請求項１６２】
前記信号は、前記反応室から熱を除去するための命令を含む請求項１６０に記載の方法。
【請求項１６３】
前記信号は、液体を前記反応室内に導入することによって前記温度を下げる命令を含む請求項１６０に記載の方法。
【請求項１６４】
前記反応室内の前記温度を下げるための前記信号は、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに出力される請求項１６０に記載の方法。
【請求項１６５】
前記反応室から熱を奪うための前記信号は、前記温度が水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つのフレームアウト温度を超えたときに出力される請求項１６０に記載の方法。
【請求項１６６】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れることであって、前記反応室は前記ガスの酸化プロセスを維持するように構成されている、ことと、
（ｉ）前記反応室からの熱の除去及び（ｉｉ）前記反応室の入口温度のうちの少なくとも一方を、（ａ）前記反応室内の実際の温度が前記燃料のフレームアウト温度に近づくか、又はフレームアウト温度まで上昇するとき、及び（ｂ）前記反応室入口温度が前記燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がるときの少なくとも一方のときに、変更することとを含む方法。
【請求項１６７】
前記反応室の前記実際の温度は、前記フレームアウト温度より低い温度に維持される請求項１６６に記載の方法。
【請求項１６８】
前記反応室の前記入口温度は、触媒なしで前記燃料の酸化を支えるレベルまで高められる請求項１６６に記載の方法。
【請求項１６９】
前記入口温度は、前記自己発火閾値より高い温度に高められる請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７０】
前記ガスの温度は、前記反応室内に配置されている熱交換器によって高められる請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７１】
タービン又はピストン・エンジン内の前記反応室の出口からのガスを膨脹させることをさらに含む請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７２】
前記燃料を、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に圧縮機で圧縮することをさらに含む請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７３】
前記反応室からの熱の除去は、液体を前記反応室内に導入することを含む請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７４】
前記反応室から前記液体を排出することをさらに含む請求項１７３に記載の方法。
【請求項１７５】
前記液体は、前記反応室から蒸気の形態で排出される請求項１７４に記載の方法。
【請求項１７６】
前記反応室は、触媒なしで前記酸化可能な燃料の徐酸化を維持する請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７７】
熱は、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに前記反応室から除去される請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７８】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項１６６に記載の方法。
【請求項１７９】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れることであって、前記反応室は徐酸化プロセスを維持するように構成されている、ことと、
（ｉ）前記反応室内の断熱反応温度が前記燃料のフレームアウト温度に近づいたときの前記反応室からの熱の除去、及び（ｉｉ）前記反応室入口温度が前記燃料の自己発火閾値より低い温度に下がったときの前記反応室の入口温度のうちの少なくとも一方を高めることとを含む方法。
【請求項１８０】
前記反応室の実際の温度は、前記フレームアウト温度より低い温度に維持される請求項１７９に記載の方法。
【請求項１８１】
前記反応室の前記入口温度は、触媒なしで前記燃料の酸化を支えるレベルまで上昇する請求項１７９に記載の方法。
【請求項１８２】
前記入口温度は、前記自己発火温度より高い温度に上昇する請求項１７９に記載の方法。
【請求項１８３】
ガス温度は、前記反応室の外に配置されている熱交換器によって高められ、前記ガスは、前記反応室内に導入される前に前記熱交換器に通される請求項１７９に記載の方法。
【請求項１８４】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れることであって、前記反応室は触媒なしで徐酸化プロセスを維持するように構成されている、ことと、
（ｉ）前記反応室内の反応温度が前記燃料のフレームアウト温度に近づいたときに前記反応室から熱を除去して、前記反応室の実際の温度が前記フレームアウト温度より低い温度に維持されるようにすること、及び（ｉｉ）前記反応室入口温度が前記燃料の自己発火閾値より低い温度に下がったときに、触媒なしで前記燃料の酸化を支えるレベルより高い温度に維持される前記反応室の入口温度のうちの少なくとも一方を高めることとを含む方法。
【請求項１８５】
前記入口温度は、前記自己発火温度より高い温度に維持される請求項１８４に記載の方法。
【請求項１８６】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、前記反応室内で酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、
前記ガスの反応室入口温度がいつ前記第１の反応室に入る前記ガスの自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がるかを検出する検出モジュールと、
前記検出モジュールに基づき、前記ガスの前記入口温度を変更して前記入口温度を自己発火閾値より高い温度に維持して、前記反応室内の前記ガスが触媒なしで酸化するようにする命令を出力する補正モジュールとを備えるシステム。
【請求項１８７】
前記補正モジュールは、前記入口温度を上昇させるための命令を熱交換器に出力する請求項１８６に記載のシステム。
【請求項１８８】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項１８７に記載のシステム。
【請求項１８９】
前記反応室は、前記ガスの酸化を前記反応室内の前記燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項１８６に記載のシステム。
【請求項１９０】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項１８６に記載のシステム。
【請求項１９１】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項１８６に記載のシステム。
【請求項１９２】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項１８６に記載のシステム。
【請求項１９３】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、前記反応室内で酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、
前記ガスの反応室入口温度がいつ前記燃料の自己発火閾値の方へ下がるかを検出する検出モジュールと、
前記検出モジュールに基づき、前記入口温度を前記自己発火閾値より高い温度に維持する補正モジュールとを備えるシステム。
【請求項１９４】
前記補正モジュールは、前記入口温度を維持するための命令を熱交換器に出力する請求項１９３に記載のシステム。
【請求項１９５】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項１９４に記載のシステム。
【請求項１９６】
前記反応室は、前記反応室内の実際の温度を前記燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項１９３に記載のシステム。
【請求項１９７】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項１９３に記載のシステム。
【請求項１９８】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記ガスを前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項１９３に記載のシステム。
【請求項１９９】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項１９３に記載のシステム。
【請求項２００】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、
反応室入口温度を前記燃料の自己発火閾値より高い温度に維持して、前記燃料が前記自己発火閾値より高く、前記燃料のフレームアウト温度より低い温度で前記反応室内で酸化するようにする、熱交換器とを備えるシステム。
【請求項２０１】
前記反応室入口温度が前記自己発火閾値にいつ近くなったかを検出する検出モジュールをさらに備える請求項２００に記載のシステム。
【請求項２０２】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項２００に記載のシステム。
【請求項２０３】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項２００に記載のシステム。
【請求項２０４】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項２００に記載のシステム。
【請求項２０５】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項２００に記載のシステム。
【請求項２０６】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化可能な燃料の酸化プロセスを維持するように構成されている、入口及び出口を備える反応室内で、（ｉ）前記反応室内の前記燃料の実際の反応温度及び（ｉｉ）前記反応室の入口温度のうちの少なくとも一方を判定することと、
センサーにより、（ａ）前記実際の反応温度が前記燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えること、及び（ｂ）前記入口温度が前記燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がることの少なくとも一方がいつ生じたかを判定することと、
（ｉ）前記フレームアウト温度より低い温度に留まる前記反応室内の前記実際の反応温度の低下、及び（ｉｉ）前記入口温度を前記自己発火閾値より高い温度に維持する前記入口温度の上昇のうちの少なくとも一方を判定することとを含む方法。
【請求項２０７】
前記実際の反応温度の前記低下は、前記反応室からの熱の除去を含む請求項２０６に記載の方法。
【請求項２０８】
前記反応室からの熱の除去は、流体を前記反応室内に導入することを含む請求項２０７に記載の方法。
【請求項２０９】
熱の除去は、前記反応室から前記流体を排出することをさらに含む請求項２０８に記載の方法。
【請求項２１０】
前記反応室は、前記流体を蒸気の形態で排出するように構成される請求項２０９に記載の方法。
【請求項２１１】
前記入口温度の前記上昇は、前記燃料を熱交換器に通すことを含む請求項２０６に記載の方法。
【請求項２１２】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項２１１に記載の方法。
【請求項２１３】
前記フレームアウト温度は、約１２６０℃（２３００°Ｆ）である請求項２０６に記載の方法。
【請求項２１４】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項２０６に記載の方法。
【請求項２１５】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化可能な燃料の酸化プロセスを維持するように構成されている、入口及び出口を備える反応室内で、（ｉ）前記反応室内の前記燃料の実際の反応温度、又は（ｉｉ）前記入口の前記ガスの入口温度のうちの少なくとも一方を判定することと、
（ａ）前記実際の反応温度が前記燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えること、又は（ｂ）反応室入口温度が前記燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がることの少なくとも一方がいつ生じたかを判定することと、
（ｉ）前記フレームアウト温度より低い温度に維持されるように前記反応室内の前記実際の温度を下げること、若しくは前記実際の温度の上昇を下げるか、又は（ｉｉ）前記燃料の前記自己発火閾値より高い温度に維持されるように前記入口温度を高くすることの少なくとも一方を行う命令を出力することとを含む方法。
【請求項２１６】
前記出力することは、前記反応室から熱を除去するための命令を含む請求項２１５に記載の方法。
【請求項２１７】
流体を前記反応室内に導入することによって前記反応室から熱を除去することをさらに含む請求項２１６に記載の方法。
【請求項２１８】
熱を除去することは、前記反応室から前記流体を排出することをさらに含む請求項２１７に記載の方法。
【請求項２１９】
前記流体は、前記反応室から蒸気の形態で排出される請求項２１８に記載の方法。
【請求項２２０】
前記出力することは、前記燃料を熱交換器に通すことによって前記入口温度を高くすることを含む請求項２１５に記載の方法。
【請求項２２１】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項２１５に記載の方法。
【請求項２２２】
前記フレームアウト温度は、約１２６０℃（２３００°Ｆ）である請求項２１５に記載の方法。
【請求項２２３】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項２１５に記載の方法。
【請求項２２４】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れることであって、前記反応室は酸化プロセスを維持するように構成されている、ことと、
前記ガスの反応室入口温度が前記燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がったときに、（ｉ）前記入口温度が前記自己発火閾値より高い温度に維持され、（ｉｉ）前記反応室が触媒なしで前記反応室内の前記燃料の酸化を維持するように追加の熱を前記ガスに導入することとを含む方法。
【請求項２２５】
前記追加の熱は、熱交換器によって導入される請求項２２４に記載の方法。
【請求項２２６】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項２２５に記載の方法。
【請求項２２７】
前記反応室は、前記酸化可能な燃料の酸化を前記燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持する請求項２２４に記載の方法。
【請求項２２８】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項２２４に記載の方法。
【請求項２２９】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項２２４に記載の方法。
【請求項２３０】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項２２４に記載の方法。
【請求項２３１】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える第１の反応室を有する酸化装置内に受け入れることであって、前記第１の反応室は前記燃料の酸化プロセスを維持するように構成されている、ことと、
前記ガスの反応室入口温度が前記燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がったときに、前記入口温度を前記自己発火閾値より高いレベルに高めることとを含む方法。
【請求項２３２】
前記反応室は、触媒なしで前記反応室内の前記燃料の徐酸化を維持する請求項２３１に記載の方法。
【請求項２３３】
前記入口温度は、熱交換器によって高められる請求項２３１に記載の方法。
【請求項２３４】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項２３３に記載の方法。
【請求項２３５】
前記反応室は、前記燃料の酸化を前記燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項２３１に記載の方法。
【請求項２３６】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項２３１に記載の方法。
【請求項２３７】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項２３１に記載の方法。
【請求項２３８】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項２３１に記載の方法。
【請求項２３９】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化プロセスを維持するように構成された、入口及び出口を有する、反応室内で、酸化可能な燃料を含むガスの入口温度が、前記入口において、いつ前記燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がるかを判定することと、
前記ガスの前記入口温度を高めて前記入口温度が前記自己発火閾値より高い温度のままとなるようにする信号を出力することとを含む方法。
【請求項２４０】
前記信号は、熱交換器で前記ガスを加熱するための命令を含む請求項２３９に記載の方法。
【請求項２４１】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項２４０に記載の方法。
【請求項２４２】
前記反応室は、前記燃料の酸化を前記燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項２３９に記載の方法。
【請求項２４３】
前記反応室は、前記燃料の酸化を約１２６０℃（２３００°Ｆ）より低い温度に維持するように構成される請求項２３９に記載の方法。
【請求項２４４】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項２３９に記載の方法。
【請求項２４５】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項２３９に記載の方法。
【請求項２４６】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項２３９に記載の方法。
【請求項２４７】
酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れるシステム内で燃料を酸化するための方法であって、前記反応室は触媒なしで前記燃料の徐酸化を維持するように構成され、前記方法はいつ前記ガスの反応室入口温度が前記ガスの自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がるかを検出することと、前記反応室内の温度がフレームアウト温度より低い温度に留まっている間に、前記ガス入口温度が前記自己発火温度より高い温度に維持されるように前記入口温度を高めるための命令を出力することとを含む方法。
【請求項２４８】
前記命令は、熱交換器による前記ガスへの熱伝達を高める請求項２４７に記載の方法。
【請求項２４９】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項２４８に記載の方法。
【請求項２５０】
前記反応室は、前記燃料の酸化を前記燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項２４７に記載の方法。
【請求項２５１】
前記反応室は、前記燃料の酸化を約１２６０℃（２３００°Ｆ）より低い温度に維持するように構成される請求項２４７に記載の方法。
【請求項２５２】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項２４７に記載の方法。
【請求項２５３】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記ガスを前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項２４７に記載の方法。
【請求項２５４】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化プロセスを維持するように構成された、入口及び出口を有する、反応室内で、センサーにより、酸化可能な燃料を含むガスの入口温度が、前記入口において、いつ前記ガスの自己発火閾値に近づくかを判定することを含み、
前記反応室内の実際の温度は、前記フレームアウト温度より低く、前記自己発火閾値より高いレベルに維持され、これにより、前記燃料の徐酸化が前記反応室内で維持される方法。
【請求項２５５】
前記ガスの前記入口温度を前記自己発火閾値より高い温度に留まるように高める信号を出力することをさらに含む請求項２５４に記載の方法。
【請求項２５６】
前記信号は、熱交換器による前記ガスへの熱伝達を高める命令を含む請求項２５４に記載の方法。
【請求項２５７】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項２５６に記載の方法。
【請求項２５８】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は（ａ）前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、（ｂ）前記ガスの酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、
前記反応室内に配設された熱交換媒体であって、（ｉ）前記反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持し、（ｉｉ）前記燃料の反応室入口温度を前記燃料の自己発火温度より高い温度に維持するように構成された熱交換媒体とを具備し、
前記媒体は、前記反応室の外で循環し、それによって、前記反応室から熱を奪って前記内部温度を前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成されるシステム。
【請求項２５９】
前記媒体の循環は、前記入口のところでガスを加熱し、前記燃料の前記入口温度を前記自己発火温度より高い温度に維持するように構成される請求項２５８に記載のシステム。
【請求項２６０】
前記媒体の循環は、前記反応室内の前記ガスから熱を奪って、前記ガスの前記内部温度を前記ガスのフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項２５８に記載のシステム。
【請求項２６１】
前記媒体は、前記反応室を通して循環される複数のスチール構造物を含む請求項２５８に記載のシステム。
【請求項２６２】
前記媒体は、前記反応室を通して循環される流体を含む請求項２５８に記載のシステム。
【請求項２６３】
前記媒体が循環する速度は、前記内部温度及び前記入口温度のうちの少なくとも一方に基づく請求項２５８に記載のシステム。
【請求項２６４】
熱は、前記媒体が前記反応室の外で循環するときに前記媒体から奪われる請求項１に記載のシステム。
【請求項２６５】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、前記反応室内で前記ガスの酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、
生成ガスの少なくとも一部を、前記反応室内での酸化の後に、前記反応室の前記入口の方へ導き、前記生成ガスを前記入口のところで前記反応室内に導入する再循環経路とを備え、
前記生成ガスの導入は、前記ガスの入口温度を前記ガスの前記自己発火温度になるように高めるシステム。
【請求項２６６】
前記生成ガスの再循環は、前記反応室内の酸素含有量レベルを減少させる請求項２６５に記載のシステム。
【請求項２６７】
再循環される生成ガスの量は、前記入口温度に基づく請求項２６５に記載のシステム。
【請求項２６８】
再循環される生成ガスの量は、前記反応室の内部温度に基づく請求項２６５に記載のシステム。
【請求項２６９】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、前記反応室内で前記ガスの酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、
前記反応室内に配設された熱交換媒体であって、（ｉ）前記反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持し、（ｉｉ）前記燃料の反応室入口温度を前記燃料の自己発火温度より高い温度に維持するように構成された熱交換媒体とを備えるシステム。
【請求項２７０】
前記熱交換媒体は、流体を含む請求項２６９に記載のシステム。
【請求項２７１】
前記流体は、循環され、前記媒体の循環は、前記入口のところでガスを加熱し、前記ガスの前記入口温度を前記ガスの前記自己発火温度より高い温度に維持するように構成される請求項２６９に記載のシステム。
【請求項２７２】
前記熱交換媒体は、砂を含む請求項２６９に記載のシステム。
【請求項２７３】
前記熱交換媒体は、複数の均一に積み重ねられた構造物を含む請求項２６９に記載のシステム。
【請求項２７４】
前記熱交換媒体は、それぞれが流れる前記ガスを通せる複数の開口を有する複数の積み重ねられた円板を含む請求項２６９に記載のシステム。
【請求項２７５】
前記熱交換媒体は、前記反応室内の熱を前記入口の方へ伝えるように構成され、それによって前記入口を通して受け入れられるガスは前記自己発火温度より高い温度に加熱される請求項２６９に記載のシステム。
【請求項２７６】
スプリット・サイクル・レシプロ・エンジンであって、
空気と気体燃料との混合物を含む空気燃料混合物を受け入れる吸入部と、
往復運動ピストン室内の前記混合物を圧縮する前記レシプロ・エンジンに結合された圧縮室と、
第１の入口を介して前記圧縮室から前記混合物を受け入れ、前記混合物の酸化を前記混合物のフレームアウト温度より低い、触媒なしで前記混合物を十分に酸化できる内部温度に維持するように構成された酸化室と、
前記酸化室から酸化生成ガスを受け入れ、往復運動ピストンを介して膨脹室内の前記生成ガスを膨脹させる膨脹室とを備えるスプリット・サイクル・レシプロ・エンジン。
【請求項２７７】
前記酸化室は、前記混合物の入口温度を前記混合物の自己発火温度より高い温度に維持するように構成される請求項２７６に記載のシステム。
【請求項２７８】
前記生成ガスから熱を奪い、前記混合物を前記酸化室内に導入する前に前記混合物を加熱するように構成された熱交換器をさらに備える請求項２７６に記載のシステム。
【請求項２７９】
前記熱交換器は、チューブ・イン・チューブ式熱交換器を備える請求項２７８に記載のシステム。
【請求項２８０】
前記酸化室内に配設された熱交換媒体をさらに備える請求項２７６に記載のシステム。
【請求項２８１】
前記媒体は、前記酸化室の前記内部温度を、熱を前記酸化室の前記入口の方へ伝えることによってフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成され、前記酸化室の入口のところにある媒体は、前記酸化室内に前記混合物が導入されることによって冷却される請求項２８０に記載のシステム。
【請求項２８２】
前記燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項２７６に記載のシステム。
【請求項２８３】
スプリット・サイクル・レシプロ・エンジンであって、
（ｉ）中に往復運動ピストンを有する少なくとも１つの圧縮室と（ｉｉ）中に往復運動ピストンを有する少なくとも１つの膨脹室とを備える往復運動サイクルと、
（ｉ）空気と気体燃料との混合物を含むガス空気燃料混合物を受け入れる、前記混合物を前記圧縮室に導くように構成されている吸入部、（ｉｉ）前記圧縮室から前記混合物を受け入れ、前記混合物の酸化を触媒なしで前記混合物を十分に酸化できる内部反応室温度に維持するように構成された反応室を備える、加熱サイクルとを具備し、
前記膨脹室は、前記反応室から酸化生成ガスを受け入れ、前記往復運動ピストンを介して前記膨脹室内の前記生成ガスを膨脹させるように構成されるスプリット・サイクル・レシプロ・エンジン。
【請求項２８４】
前記反応室は、入口を備え前記反応室は、前記入口における前記混合物の入口温度を前記混合物の自己発火温度より高い温度に維持するように構成される請求項２８３に記載のシステム。
【請求項２８５】
前記反応室の生成ガスから熱を奪い、前記混合物を前記反応室内に導入する前に前記混合物を加熱するように構成された熱交換器をさらに備える請求項２８３に記載のシステム。
【請求項２８６】
前記熱交換器は、チューブ・イン・チューブ式熱交換器を備える請求項２８５に記載のシステム。
【請求項２８７】
前記生成ガスは、前記反応室内に導かれて戻され、前記反応室内に導入された前記空気燃料混合物と組み合わされる請求項２８５に記載のシステム。
【請求項２８８】
前記反応室内に配設された熱交換媒体をさらに備える請求項２８３に記載のシステム。
【請求項２８９】
前記媒体は、前記反応室の前記内部温度を、熱を前記反応室の入口の方へ伝えることによって前記混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成され、前記酸化室の入口のところにある媒体は、前記酸化室内に前記混合物が導入されることによって冷却される請求項２８８に記載のシステム。
【請求項２９０】
前記燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項２８３に記載のシステム。
【請求項２９１】
燃料を酸化するための方法であって、
吸入部を通してガス空気燃料混合物を受け入れることであって、前記混合物は空気と気体燃料との混合物を含む、ことと、
圧縮室で前記混合物を圧縮することであって、前記圧縮室はレシプロ・エンジンに結合されて往復運動ピストン室内の前記混合物を圧縮する、ことと、
入口を介して前記圧縮室から前記混合物を受け入れ、前記燃料の酸化を触媒なしで前記反応室の内部温度に維持するように構成されている反応室内で前記混合物を酸化することと、
往復運動ピストン室に結合されている前記往復運動ピストン室内の前記反応室から加熱された生成ガスを膨脹させ、それによって前記レシプロ・エンジンを駆動することとを含む方法。
【請求項２９２】
前記反応室の前記内部温度は、前記燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持される請求項２９１に記載の方法。
【請求項２９３】
前記反応室内の温度が前記フレームアウト温度に近づくか、又は前記フレームアウト温度より高くなるときに前記反応室から熱を除去することをさらに含む請求項２９２に記載の方法。
【請求項２９４】
前記入口における前記混合物の温度は、前記混合物の自己発火温度より高い温度に維持される請求項２９１に記載の方法。
【請求項２９５】
前記反応室内の前記混合物を酸化する前に熱交換器により前記混合物を加熱することをさらに含む請求項２９１に記載の方法。
【請求項２９６】
前記熱交換器は、前記反応室内に配置される請求項２９５に記載の方法。
【請求項２９７】
前記反応室の前記入口における前記混合物の入口温度は、前記混合物の自己発火温度より低い温度である請求項２９６に記載の方法。
【請求項２９８】
前記混合物は、前記熱交換器内で、前記自己発火温度より高い温度に加熱される請求項２９６に記載の方法。
【請求項２９９】
燃料を酸化するための方法であって、
レシプロ・エンジンに結合された往復運動ピストン圧縮室内で、空気と気体燃料との混合物を含む、空気燃料混合物を圧縮することと、
入口を介して前記圧縮室から前記混合物を受け入れるように構成された反応室内の前記混合物を、前記燃料の自己発火温度より高く、前記燃料のフレームアウト温度より低い温度で酸化することと、
前記レシプロ・エンジンに結合されている往復運動ピストン室内の前記反応室から生成ガスを膨脹させ、それによって前記レシプロ・エンジンを駆動することとを含む方法。
【請求項３００】
前記反応室の内部温度は、前記混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持される請求項２９９に記載の方法。
【請求項３０１】
前記反応室内の断熱温度が前記フレームアウト温度に近づくか、又は前記フレームアウト温度より高くなるときに前記反応室から熱を除去することをさらに含む請求項３００に記載の方法。
【請求項３０２】
前記入口における前記混合物の温度は、前記混合物の自己発火温度より高い温度に維持される請求項２９９に記載の方法。
【請求項３０３】
前記反応室内の前記燃料を酸化する前に熱交換器により前記混合物を加熱することをさらに含む請求項２９９に記載の方法。
【請求項３０４】
前記熱交換器は、前記反応室内に配置される請求項３０３に記載の方法。
【請求項３０５】
前記反応室の前記入口における前記混合物の入口温度は、前記混合物の自己発火温度より低い温度である請求項３０４に記載の方法。
【請求項３０６】
前記混合物は、前記熱交換器内で、前記自己発火温度より高い温度に加熱される請求項３０４に記載の方法。
【請求項３０７】
燃料を酸化するための方法であって、
レシプロ・エンジンに結合された往復運動圧縮ピストン内で圧縮されるように、空気と気体燃料との混合物を含む、空気燃料混合物を導くことと、
反応室内の前記混合物を、前記混合物の自己発火温度より高く、前記混合物のフレームアウト温度より低い温度で徐酸化するように構成された、前記反応室に圧縮ピストンからの前記混合物を導くことと、
前記レシプロ・エンジンに結合されている往復運動膨脹ピストン内で膨脹されるように前記反応室から生成ガスを導き、それによって前記レシプロ・エンジンを駆動することとを含む方法。
【請求項３０８】
センサーによって、いつ前記反応室内の温度が前記フレームアウト温度に近づくか、又は前記フレームアウト温度を超えるかを判定することをさらに含む請求項３０７に記載の方法。
【請求項３０９】
前記反応室内の前記温度が前記フレームアウト温度に近づいたときに前記反応室からの熱の除去を導き、前記反応室内の前記温度が前記フレームアウト温度より低い温度に維持されるようにすることをさらに含む請求項３０８に記載の方法。
【請求項３１０】
前記反応室内の内部温度を約１２６０℃（２３００°Ｆ）より低い温度に維持することをさらに含む請求項３０７に記載の方法。
【請求項３１１】
燃料を酸化するための方法であって、
入口及び出口を有し、触媒なしでガス混合物中の燃料を徐酸化するように構成されている反応室内の酸素含有量レベルを判定することと、
前記反応室の前記出口から受けた、前記反応室内の前記燃料の酸化からの生成ガスを含む燃焼排ガスを前記判定された酸素含有量レベルに基づき前記反応室内に導入する命令を出力することとをさらに含む方法。
【請求項３１２】
前記燃焼排ガスを導入することは、前記燃焼排ガスと前記ガス混合物とを混合することを含む請求項３１１に記載の方法。
【請求項３１３】
前記反応室内の内部温度が、前記燃料のフレームアウト温度に近づいているかどうかを判定することをさらに含む請求項３１１に記載の方法。
【請求項３１４】
前記反応室内の断熱温度が前記燃料の前記フレームアウト温度に近づいたときに前記反応室内の前記内部温度を下げるための命令を出力することをさらに含む請求項３１３に記載の方法。
【請求項３１５】
前記命令は、前記反応室から熱を除去することを含む請求項３１４に記載の方法。
【請求項３１６】
命令を前記出力することは、前記反応室内の前記燃料のフレームアウト温度を変更するように構成される請求項３１１に記載の方法。
【請求項３１７】
前記反応室入口における前記ガス混合物の入口温度を判定することをさらに含む請求項３１１に記載の方法。
【請求項３１８】
前記入口温度が前記燃料の自己発火温度に近づいたときに前記入口における前記ガス混合物の温度を高くして、前記入口温度が前記自己発火温度より高い温度に維持されるようにすることをさらに含む請求項３１７に記載の方法。
【請求項３１９】
前記温度を高くすることは、前記燃焼排ガスと前記ガス混合物とを前記反応室入口のところで、又は前記反応室入口の近くで混合することを含む請求項３１８に記載の方法。
【請求項３２０】
燃料を酸化するための方法であって、
（ｉ）入口及び出口を有し、触媒なしでガス混合物中の燃料を徐酸化するように構成されている反応室内の酸素含有量レベル、及び（ｉｉ）前記反応室入口における前記ガス混合物の入口温度の少なくとも一方を判定することと、
（ｉ）前記判定された酸素含有量レベル及び（ｉｉ）前記入口温度のうちの少なくとも一方に基づき、前記反応室の前記出口から受け、前記反応室内の前記燃料の酸化からの加熱された生成ガスを含む燃焼排ガスを、（ａ）前記判定された酸素含有量レベルが所定の閾値に近づいているか、又はそれより高いこと、及び（ｂ）前記入口温度が前記燃料の自己発火温度に近づいているか、又はそれより低いことのうちの少なくとも一方が生じたときに前記反応室内に導入することとを含む方法。
【請求項３２１】
前記燃焼排ガスを導入することは、前記燃焼排ガスと前記ガス混合物とを混合することを含む請求項３２０に記載の方法。
【請求項３２２】
前記反応室内の内部温度が、前記燃料のフレームアウト温度に近づいているかどうかを判定することをさらに含む請求項３２０に記載の方法。
【請求項３２３】
前記反応室内の断熱温度が前記燃料の前記フレームアウト温度に近づいたときに前記反応室内の前記内部温度を下げることをさらに含む請求項３２２に記載の方法。
【請求項３２４】
前記内部温度を下げることは、前記反応室から熱を除去することを含む請求項３２３に記載の方法。
【請求項３２５】
前記反応室内の前記酸素含有量を減らすことによって前記反応室内の前記フレームアウト温度を高くすることをさらに含む請求項３２０に記載の方法。
【請求項３２６】
燃料を酸化するための方法であって、
プロセッサによって、入口及び出口を有し、触媒なしでガス混合物中の燃料を徐酸化するように構成されている反応室内の酸素含有量レベルを判定することと、
前記判定された酸素含有量レベルに基づき、前記反応室の前記出口から受けた、前記反応室内の前記燃料の酸化からの加熱された生成ガスを含む燃焼排ガスを前記反応室内に導入することとを含む方法。
【請求項３２７】
前記燃焼排ガスを導入することは、前記燃焼排ガスと前記ガス混合物とを混合することを含む請求項３２６に記載の方法。
【請求項３２８】
前記燃焼排ガスは、前記反応室入口のところで、又は前記反応室入口の近くで前記ガス混合物と混合される請求項３２７に記載の方法。
【請求項３２９】
前記反応室内の内部温度が、前記燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えるかどうかを判定することをさらに含む請求項３２６に記載の方法。
【請求項３３０】
前記反応室内の断熱温度が前記燃料の前記フレームアウト温度に近づくか、又は超えたときに前記反応室内の前記内部温度を下げることをさらに含む請求項３２９に記載の方法。
【請求項３３１】
前記内部温度を下げることは、前記反応室から熱を除去することを含む請求項３３０に記載の方法。
【請求項３３２】
前記反応室内の前記酸素含有量を変更することによって前記反応室内の前記フレームアウト温度を変更することをさらに含む請求項３３１に記載の方法。
【請求項３３３】
燃料を酸化するための方法であって、
触媒なしで徐酸化プロセスを維持するように構成された、入口及び出口を有する、第１の反応室内において、酸化可能な燃料を含むガス混合物の入口温度が、前記反応室入口において、いつ前記燃料の自己発火温度に近づくか、又は前記自己発火温度より低い温度に下がるかを判定することと、
前記入口温度が、前記燃料の前記自己発火温度に近づくか、又は前記自己発火温度より低い温度に下がると判定されたときに、前記反応室からの少なくとも部分的に酸化された生成ガスを含む、燃焼排ガスを前記入口のところで、又は前記入口の近くで前記ガス混合物中に導入することによって前記ガス混合物の前記入口温度を高くすることとを含む方法。
【請求項３３４】
燃料を酸化するための方法であって、
触媒なしで第１の反応室内の第１の燃料の徐酸化を維持するように構成された前記第１の反応室内で第１のガス混合物中の前記第１の燃料を徐酸化することと、
前記第１の反応室内の前記第１の燃料の酸化からの加熱された生成ガスを含む、燃焼排ガスを第２の反応室内に導入することと、
前記第２の反応室内に第２の燃料を導入することと、
触媒なしで徐酸化プロセスにおいて前記第２の反応室内で前記第２の燃料を酸化することとを含み、
前記第１の反応室内の第１の内部温度は、前記第１の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持される方法。
【請求項３３５】
前記第２の反応室内の第２の内部温度を、前記第２の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持することをさらに含む請求項３３４に記載の方法。
【請求項３３６】
前記第２の反応室内の断熱温度が前記第２の反応室内の前記第２の燃料の前記フレームアウト温度に近づくか、又は超えるときに前記第２の反応室内の前記第２の内部温度を下げることをさらに含む請求項３３５に記載の方法。
【請求項３３７】
前記第２の内部温度を下げることは、前記第２の反応室から熱を除去することを含む請求項３３６に記載の方法。
【請求項３３８】
前記第２の燃料の前記フレームアウト温度は、前記第１の燃料の前記フレームアウト温度より高い請求項３３５に記載の方法。
【請求項３３９】
前記第１の反応室内の断熱温度が前記第１の反応室内の前記第１の燃料の前記フレームアウト温度に近づくか、又は超えるときに前記第１の反応室内の前記第１の内部温度を下げることをさらに含む請求項３３４に記載の方法。
【請求項３４０】
前記第１の内部温度を下げることは、前記第１の反応室から熱を除去することを含む請求項３３９に記載の方法。
【請求項３４１】
前記第１の反応室入口における前記ガス混合物の第１の入口温度を判定することをさらに含む請求項３３４に記載の方法。
【請求項３４２】
前記第１の入口温度が前記第１の反応室内の前記第１の燃料の自己発火温度に近づくか、又はそれより低い温度に下がったときに前記第１の入口温度を高くして、前記第１の入口温度が前記自己発火温度より高い温度に維持されるようにすることをさらに含む請求項３４１に記載の方法。
【請求項３４３】
第２の反応室入口における第２の入口温度を判定することをさらに含む請求項３３４に記載の方法。
【請求項３４４】
前記第２の入口温度が前記第２の反応室内の前記第２の燃料の自己発火温度に近づくか、又はそれより低い温度に下がったときに前記第２の入口温度を高くして、前記第２の入口温度が前記自己発火温度より高い温度に維持されるようにすることをさらに含む請求項３４３に記載の方法。
【請求項３４５】
前記第２の入口温度を高くすることは、前記第２の反応室入口のところで、又は前記第２の反応室入口の近くで前記第２の燃料と混合するように前記燃焼排ガスを導入することを含む請求項３４４に記載の方法。
【請求項３４６】
燃料を酸化するための方法であって、
触媒なしで第１の反応室内の第１の燃料の徐酸化を維持するように構成された前記第１の反応室内で第１のガス混合物中の前記第１の燃料を徐酸化することと、
前記第１の反応室内の前記第１の燃料の酸化からの加熱された生成ガスを含む、燃焼排ガスを、触媒なしで徐酸化を維持するように構成されている第２の反応室内に導入することと、
プロセッサによって、前記第２の反応室内の酸素含有量レベルを判定することと、
前記第２の反応室内に第２の燃料を導入することと、
触媒なしで徐酸化プロセスにおいて前記第２の反応室内で前記第２の燃料を酸化することとを含む方法。
【請求項３４７】
前記第２の室内への燃焼排ガスの導入の前記第２の室内における量及び分配は、前記判定された酸素含有量レベルに基づく請求項３４６に記載の方法。
【請求項３４８】
前記第１の反応室内の第１の内部温度は、前記第１の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持される請求項３４６に記載の方法。
【請求項３４９】
前記第２の反応室内の第２の内部温度を、前記第２の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持することをさらに含む請求項３４６に記載の方法。
【請求項３５０】
前記第２の反応室内の断熱温度が前記第２の反応室内の前記第２の燃料の前記フレームアウト温度に近づくか、又は超えるときに前記第２の反応室内の前記第２の内部温度を下げることをさらに含む請求項３４９に記載の方法。
【請求項３５１】
前記第２の内部温度を下げることは、前記第２の反応室から熱を除去することを含む請求項３５０に記載の方法。
【請求項３５２】
前記第１の反応室内の断熱温度が前記第１の反応室内の前記第１の燃料の前記フレームアウト温度に近づくか、又は超えるときに前記第１の反応室内の前記第１の内部温度を下げることをさらに含む請求項３４６に記載の方法。
【請求項３５３】
前記第１の内部温度を下げることは、前記第１の反応室から熱を除去することを含む請求項３５２に記載の方法。
【請求項３５４】
前記第１の反応室入口における前記ガス混合物の第１の入口温度を判定することをさらに含む請求項３４６に記載の方法。
【請求項３５５】
前記第１の入口温度が前記第１の反応室内の前記第１の燃料の自己発火温度に近づくか、又はそれより低い温度に下がったときに前記第１の入口温度を高くして、前記第１の入口温度が前記自己発火温度より高い温度に維持されるようにすることをさらに含む請求項３５４に記載の方法。
【請求項３５６】
第２の反応室入口における第２の入口温度を判定することをさらに含む請求項３４６に記載の方法。
【請求項３５７】
前記第２の入口温度が前記第２の反応室内の前記第２の燃料の自己発火温度に近づくか、又はそれより低い温度に下がったときに前記第２の入口温度を高くして、前記第２の入口温度が前記自己発火温度より高い温度に維持されるようにすることをさらに含む請求項３５６に記載の方法。
【請求項３５８】
前記第２の入口温度を高くすることは、前記第２の反応室入口のところで、又は前記第２の反応室入口の近くで前記第２の燃料と混合するように前記燃焼排ガスを導入することを含む請求項３５７に記載の方法。
【請求項３５９】
燃料を酸化するためのシステムであって、
第１の入口及び第１の出口を備える第１の反応室であって、第１の酸化可能な燃料を含む第１のガスを受け入れるように構成され、前記第１の燃料の徐酸化プロセスを維持するように構成されている第１の反応室と、
第２の入口及び第２の出口を備える第２の反応室であって、第２の酸化可能な燃料を含む第２のガスを受け入れるように構成され、前記第２の燃料の徐酸化プロセスを維持するように構成されている第２の反応室とを具備し、
前記第１及び第２の反応室は、前記それぞれの反応室内の内部温度を前記それぞれの燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成され、
前記第２の反応室は、前記第１の反応室内の前記第１の燃料の酸化からの加熱された生成ガスを含む燃焼排ガスを前記第２の入口を通して第２の反応室内に受け入れるように構成されるシステム。
【請求項３６０】
前記反応室のうちの少なくとも１つの中に配設された、前記反応室の内部温度を断熱フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成されている熱交換媒体をさらに備える請求項３５９に記載のシステム。
【請求項３６１】
前記第１及び第２の反応室のうちの少なくとも一方は、前記それぞれの反応室内の断熱温度が前記それぞれの燃料の前記フレームアウト温度に近づくか、又は超えるときに前記それぞれの内部温度を下げるように構成される請求項３５９に記載のシステム。
【請求項３６２】
第１及び第２の反応室のうちの少なくとも一方は、熱交換器によって前記それぞれの反応室から熱を除去することによって前記それぞれの内部温度を下げるように構成される請求項３６１に記載のシステム。
【請求項３６３】
前記熱交換器は、前記それぞれの反応室内に導入される流体を備える請求項３６２に記載のシステム。
【請求項３６４】
前記熱交換器は、前記それぞれの反応室から前記流体を排出するように構成される請求項３６３に記載のシステム。
【請求項３６５】
前記熱交換器は、蒸気を発生するための手段を備える請求項３６３に記載のシステム。
【請求項３６６】
前記熱交換器は、前記それぞれの反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに前記それぞれの反応室から熱を奪うように構成される請求項３６３に記載のシステム。
【請求項３６７】
前記第１の反応室は、第１の入口温度が、前記第１の入口において、前記第１の燃料の自己発火温度に近づくか、又は自己発火温度より低い温度に下がったときに前記第１の入口のところで前記第１のガスの温度を高くするように構成される請求項３５９に記載のシステム。
【請求項３６８】
前記第２の反応室は、第２の入口温度が、前記第２の入口において、前記第２の燃料の自己発火温度に近づくか、又は自己発火温度より低い温度に下がったときに前記第２の入口のところで前記第２のガスの温度を高くするように構成される請求項３５９に記載のシステム。
【請求項３６９】
前記第２の反応室は、前記第２のガスの第２の入口温度が、前記第２の入口において、前記第２の燃料の自己発火温度に近づくか、又は自己発火温度より低い温度に下がったときに前記燃焼排ガスを前記第２のガスと混合するように構成される請求項３５９に記載のシステム。
【請求項３７０】
前記第２の反応室内の前記燃焼排ガスの分配は、（ｉ）前記第２の入口のところの前記第２のガスの第２の入口温度及び（ｉｉ）前記第２の反応室の前記内部温度のうちの少なくとも一方に基づく請求項３５９に記載のシステム。
【請求項３７１】
前記反応室のうちの少なくとも１つからガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項３５９に記載のシステム。
【請求項３７２】
前記タービンは、前記第２の反応室からガスを受け入れる請求項３７１に記載のシステム。
【請求項３７３】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室のうちの少なくとも１つの中に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項３５９に記載のシステム。
【請求項３７４】
前記圧縮機は、前記第２のガスを前記第２の反応室内に導入する前に前記第２のガスを圧縮するように構成される請求項３７３に記載のシステム。
【請求項３７５】
燃料を酸化するためのシステムであって、
前記反応室内の徐酸化プロセスで酸化可能な燃料を含むガス混合物を受け入れて酸化するように構成された反応室を有する酸化装置と、
前記酸化プロセスの進行中に流体を前記反応室内に導入するように構成された入口であって、前記流体は前記反応室の内部温度より低い温度にあり、前記流体が前記反応室内に導入されるときに加熱されるようにする、入口と、
前記反応室から前記加熱された流体を抽出するように構成された出口とを備え、
前記反応室は、前記内部温度を、前記燃料の自己発火温度より高く、前記燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成されるシステム。
【請求項３７６】
入口は、前記反応室内に液体を導入するように構成される請求項３７５に記載のシステム。
【請求項３７７】
前記液体は、前記反応室内の１つ又は複数のコイルに通すことによって前記反応室内に導入される請求項３７６に記載のシステム。
【請求項３７８】
前記コイルは、前記反応室内と流体的に連通していない請求項３７７に記載のシステム。
【請求項３７９】
前記液体は、前記液体を前記反応室内に注入することによって前記反応室内に導入され、これにより、前記液体は前記反応室内で前記ガス混合物と混合する請求項３７６に記載のシステム。
【請求項３８０】
前記入口は、前記反応室内に前記流体をガスとして導入するように構成される請求項３７５に記載のシステム。
【請求項３８１】
前記ガスは、前記反応室内の１つ又は複数のコイルに通すことによって前記反応室内に導入される請求項３８０に記載のシステム。
【請求項３８２】
前記コイルは、前記反応室内で前記ガスと前記ガス混合物との混合を許さない請求項３８１に記載のシステム。
【請求項３８３】
前記ガスは、前記ガスを前記反応室内に注入することによって前記反応室内に導入され、これにより、前記ガスは前記反応室内で前記ガス混合物と混合する請求項３８０に記載のシステム。
【請求項３８４】
前記出口は、前記反応室から前記加熱された流体をガスとして抽出するように構成される請求項３７５に記載のシステム。
【請求項３８５】
前記出口は、前記ガスを前記反応室内に向け直して、前記ガスが前記反応室内で前記ガス混合物と混合するように構成される請求項３８４に記載のシステム。
【請求項３８６】
前記反応室内の断熱反応温度がフレームアウト温度に近づいたときに、前記流体は前記反応室内に導入される請求項３７５に記載のシステム。
【請求項３８７】
前記入口温度は、前記燃料の自己発火温度より低い温度である請求項３７５に記載のシステム。
【請求項３８８】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項３７５に記載のシステム。
【請求項３８９】
燃料を酸化するための方法であって、
酸化可能な燃料を含むガス混合物を、前記燃料を受け入れて反応室内の徐酸化プロセスで酸化するように構成された前記反応室を有する酸化装置に導くことであって、前記反応室は内部温度を前記燃料の自己発火温度より高く、前記燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される、ことと、
前記酸化プロセスの進行中に流体を前記反応室内に導入することであって、前記流体は前記反応室の前記内部温度より低い入口温度であり、前記流体が前記反応室内に導入されるときに加熱されるようにする、ことと、
前記反応室から前記加熱された流体を抽出することとを含む方法。
【請求項３９０】
前記流体は、前記反応室内に液体として導入される請求項３８９に記載の方法。
【請求項３９１】
前記液体は、前記反応室内の１つ又は複数のコイルに通すことによって前記反応室内に導入される請求項３９０に記載の方法。
【請求項３９２】
前記流体は、前記反応室内に注入され、これにより前記液体が前記反応室内で前記ガス混合物と混合する請求項３９０に記載の方法。
【請求項３９３】
前記流体は、前記反応室内にガスとして導入される請求項３８９に記載の方法。
【請求項３９４】
前記ガスは、前記反応室内の１つ又は複数のコイルに前記ガスを通すことによって前記反応室内に導入される請求項３９３に記載の方法。
【請求項３９５】
前記ガスが前記反応室内に前記ガスを注入しており、これにより前記ガスが前記反応室内で前記ガス混合物と混合する請求項３９３に記載の方法。
【請求項３９６】
前記加熱された流体は、前記反応室から加熱されたガスとして抽出される請求項３８９に記載の方法。
【請求項３９７】
前記加熱されたガスを前記反応室内に向け直し、これにより前記加熱されたガスが前記反応室内で前記ガス混合物と混合することをさらに含む請求項３９６に記載の方法。
【請求項３９８】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項３８９に記載の方法。
【請求項３９９】
燃料を酸化するための酸化装置であって、
（ｉ）燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された１つ又は複数の入口及び（ｉｉ）前記反応室から反応生成物を導くように構成された１つ又は複数の出口を有する反応室と、
前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で、前記少なくとも１つのガスのうちの１つ又は複数のガスの温度を前記反応室内の燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを有する結果として得られる混合物の自己発火温度より高い温度に維持するように構成された加熱装置とを具備し、
前記反応室は、（ａ）前記混合物を酸化し、（ｂ）前記反応室内の断熱温度及び最高反応温度を前記混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される酸化装置。
【請求項４００】
前記反応室は、単一の入口を備える請求項３９９に記載の酸化装置。
【請求項４０１】
前記酸化装置は、前記混合物が前記入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項４００に記載の酸化装置。
【請求項４０２】
前記加熱装置は、前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で前記反応生成物からの熱を前記混合物に伝達する熱交換器を備える請求項３９９に記載の酸化装置。
【請求項４０３】
前記加熱装置は、前記１つ又は複数の入口のところで、又は前で酸化剤若しくは希釈剤のうちの少なくとも１つを燃料と混合するように構成される請求項３９９に記載の酸化装置。
【請求項４０４】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される請求項３９９に記載の酸化装置。
【請求項４０５】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される請求項３９９に記載の酸化装置。
【請求項４０６】
前記酸化装置は、前記反応室からの前記反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される請求項４０５に記載の酸化装置。
【請求項４０７】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して前記酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される請求項３９９に記載の酸化装置。
【請求項４０８】
前記酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスの１つ又は複数が前記１つ又は複数の入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項３９９に記載の酸化装置。
【請求項４０９】
前記酸化装置は、前記反応生成物が前記出口を通して前記反応室から導き出される流速を変更するように構成される請求項３９９に記載の酸化装置。
【請求項４１０】
前記入口のところで、又は前記入口の近くで前記混合物の流れ又は前記混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置をさらに備える請求項４００に記載の酸化装置。
【請求項４１１】
１つ若しくは複数の入口のところで、又は１つ若しくは複数の入口の近くで燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つの温度、流速、又は圧力のうちの少なくとも１つを変えるように構成された調節装置をさらに備える請求項３９９に記載の酸化装置。
【請求項４１２】
燃料を酸化するための酸化装置であって、
（ｉ）燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された入口及び（ｉｉ）前記反応室から反応生成物を導くように構成された出口を有する反応室と、
前記入口のところで、又は前で、前記入ってくるガスの温度を、前記反応室内で燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスを含む、結果として得られる混合物の自己発火温度より高い温度に維持するための手段とを具備し、
前記反応室は、（ａ）前記混合物を酸化し、（ｂ）前記反応室内の断熱温度及び最高反応温度を前記混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される酸化装置。
【請求項４１３】
前記反応室は、複数の入口を備える請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４１４】
前記反応室は、複数の出口を備える請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４１５】
温度を上げるための前記手段は、前記入口のところで、又は前で前記反応生成物からの熱を前記混合物に伝達する熱交換器を備える請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４１６】
温度を上げるための前記手段は、前記入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４１７】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４１８】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４１９】
前記酸化装置は、前記反応室からの前記反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される請求項４１８に記載の酸化装置。
【請求項４２０】
前記酸化装置は、前記反応生成物からの熱を使用して前記酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４２１】
前記酸化装置は、前記混合物が前記入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４２２】
前記酸化装置は、前記反応生成物が前記出口を通して前記反応室から導き出される流速を変更するように構成される請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４２３】
前記入口のところで、又は前記入口の近くで前記混合物の流れ又は前記混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置をさらに備える請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４２４】
前記酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの前記少なくとも１つのガスの１つ又は複数が１つ又は複数の入口を通して前記反応室内に導入される流速を変更するように構成される請求項４１２に記載の酸化装置。
【請求項４２５】
燃料を酸化するためのシステムであって、
第１の入口及び第１の出口を有する第１の反応室であって、前記第１の入口を通して酸化可能な燃料を含む第１のガスを受け入れるように構成され、前記第１のガスの徐酸化を維持し、前記第１の出口を通して燃焼排ガスを伝えるように構成されている第１の反応室と、
第２の入口及び第２の出口を有する、前記第１の反応室とは別の、第２の反応室であって、前記第２の入口を通して酸化可能な燃料を含む第２のガスと前記燃焼排ガスとを受け入れるように構成され、前記第２のガスの徐酸化を維持するように構成されている第２の反応室とを具備し、
前記燃焼排ガスは、前記第１の出口から前記第２の入口へ、前記第２の反応室内の内部温度が前記第２のガスの自己発火温度より高い温度になるまで伝えられるシステム。
【請求項４２６】
前記燃焼排ガスは、前記内部温度が前記自己発火温度より高い温度になった後に、前記第１の出口から前記第２の入口へ伝えられることはない請求項４２５に記載のシステム。
【請求項４２７】
前記第１又は第２の反応室のうちの少なくとも一方は、前記それぞれの反応室内の断熱温度が前記それぞれの燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えるときにそれぞれの内部温度を下げるように構成される請求項４２５に記載のシステム。
【請求項４２８】
第１又は第２の反応室のうちの少なくとも一方は、前記それぞれの反応室から熱を除去することによって前記それぞれの内部温度を下げるように構成される請求項４２７に記載のシステム。
【請求項４２９】
第１又は第２の反応室のうちの少なくとも一方は、熱交換器によって熱を除去するように構成される請求項４２８に記載のシステム。
【請求項４３０】
前記熱交換器は、前記それぞれの反応室内に導入される流体を備える請求項４２９に記載のシステム。
【請求項４３１】
前記熱交換器は、前記それぞれの反応室から前記流体を排出するように構成される請求項４２９に記載のシステム。
【請求項４３２】
前記熱交換器は、蒸気を発生するための手段を備える請求項４２９に記載のシステム。
【請求項４３３】
前記熱交換器は、前記それぞれの反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに前記それぞれの反応室から熱を奪うように構成される請求項４２９に記載のシステム。
【請求項４３４】
前記第２の反応室は、前記第２のガスの温度が、前記第２の入口において、前記第２の燃料の前記自己発火温度に近づくか、又は前記自己発火温度より低い温度に下がったときに前記燃焼排ガスを前記第２のガスと混合するように構成される請求項４２５に記載のシステム。
【請求項４３５】
前記反応室のうちの少なくとも１つからガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項４２５に記載のシステム。
【請求項４３６】
前記タービンは、前記第２の反応室からガスを受け入れて、膨脹させる請求項４３５に記載のシステム。
【請求項４３７】
ガスを前記反応室のうちの少なくとも１つの中に導入する前に、前記ガスを受け入れて圧縮する圧縮機をさらに備える請求項４２５に記載のシステム。
【請求項４３８】
前記圧縮機は、前記第２のガスを前記第２の反応室内に導入する前に前記第２のガスを圧縮するように構成される請求項４３７に記載のシステム。
【請求項４３９】
燃料を酸化するためのシステムであって、
出口を有する第１の反応室であって、酸化可能な燃料を含む第１のガスの徐酸化を維持し、前記第１の出口を通して反応生成物を伝えるように構成される第１の反応室と、
酸化可能な燃料を含む第２のガス、及び前記反応生成物を受け入れるように構成されている入口を有する、前記第１の反応室とは別の、第２の反応室であって、前記第２の反応室内の内部温度が前記第２のガスの自己発火温度より低い温度である間に（ｉ）前記第２のガスの徐酸化を維持し、（ｉｉ）前記入口を通して前記第１の反応室から前記反応生成物を受け入れるように構成されている第２の反応室とを備えるシステム。
【請求項４４０】
前記反応生成物は、前記内部温度が前記自己発火温度より高い温度になった後に、前記第１の反応室から前記第２の反応室へ伝えられることはない請求項４３９に記載のシステム。
【請求項４４１】
前記第１又は第２の反応室のうちの少なくとも一方は、前記それぞれの反応室内の内部温度が前記それぞれの燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えるときにそれぞれの前記内部温度を下げるように構成される請求項４３９に記載のシステム。
【請求項４４２】
第１又は第２の反応室のうちの少なくとも一方は、前記それぞれの反応室から熱を除去することによって前記それぞれの内部温度を下げるように構成される請求項４４１に記載のシステム。
【請求項４４３】
前記第２の反応室は、前記第２のガスの温度が、前記入口において、前記第２の燃料の前記自己発火温度に近づくか、又は前記自己発火温度より低い温度に下がったときに前記反応生成物を前記第２のガスと混合するように構成される請求項４３９に記載のシステム。
【請求項４４４】
前記反応室のうちの少なくとも１つからガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項４３９に記載のシステム。
【請求項４４５】
前記タービンは、前記第２の反応室からガスを受け入れて、膨脹させる請求項４４４に記載のシステム。
【請求項４４６】
ガスを前記反応室のうちの少なくとも１つの中に導入する前に、前記ガスを受け入れて圧縮する圧縮機をさらに備える請求項４３９に記載のシステム。
【請求項４４７】
前記圧縮機は、前記第２のガスを前記第２の反応室内に導入する前に前記第２のガスを圧縮するように構成される請求項４４６に記載のシステム。
【請求項４４８】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、
前記ガスの反応室温度がいつ前記反応室内のガスの自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がり、それにより前記反応室が前記燃料を酸化しないようになるかを検出する検出モジュールと、
前記検出モジュールに基づき、（ｉ）前記反応室内の前記ガスの滞留時間及び（ｉｉ）前記反応室内にある間に前記ガスが自己発火し酸化するのに十分な前記反応室内の自己発火遅延時間のうちの少なくとも一方を変更する命令を出力する補正モジュールとを備えるシステム。
【請求項４４９】
前記補正モジュールは、前記反応室を通る前記ガスの流れを変えることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を変更するように構成される請求項４４８に記載のシステム。
【請求項４５０】
前記補正モジュールは、前記反応室を通る前記ガスの流れを減少させることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を延長するように構成される請求項４４９に記載のシステム。
【請求項４５１】
前記補正モジュールは、前記反応室の前記出口から前記入口まで前記ガスの流れを再循環させることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を延長するように構成される請求項４４９に記載のシステム。
【請求項４５２】
前記補正モジュールは、前記反応室内のガス温度を変えることによって前記反応室内の前記自己発火遅延時間を変更するように構成される請求項４４８に記載のシステム。
【請求項４５３】
前記補正モジュールは、加熱装置で前記反応室内のガス温度を高くすることによって前記反応室内の前記自己発火遅延時間を短縮するように構成される請求項４５２に記載のシステム。
【請求項４５４】
前記補正モジュールは、生成ガスを前記出口から前記入口に循環させることによって前記反応室内の前記自己発火遅延時間を短縮するように構成される請求項４５２に記載のシステム。
【請求項４５５】
前記反応室は、触媒なしで前記酸化可能な燃料の酸化を前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項４４８に記載のシステム。
【請求項４５６】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンをさらに備える請求項４４８に記載のシステム。
【請求項４５７】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項４４８に記載のシステム。
【請求項４５８】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項４４８に記載のシステム。
【請求項４５９】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、
前記ガスの反応室温度がいつ前記反応室内のガスの自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がり、それにより前記反応室が前記燃料を酸化しないようになるかを検出する検出モジュールと、
プロセッサを使用し、前記検出モジュールに基づき、（ｉ）前記反応室内の前記ガスの滞留時間及び（ｉｉ）前記反応室内にある間に前記ガスが自己発火し酸化するのに十分な前記反応室内の自己発火遅延時間のうちの少なくとも一方への変更を決定するように構成された補正モジュールとを備え、
前記酸化装置は、前記滞留時間及び前記自己発火遅延時間のうちの少なくとも一方への変更に基づき、前記ガスが前記反応室内にある間に前記ガスを酸化するように構成されるシステム。
【請求項４６０】
前記補正モジュールは、前記反応室を通る前記ガスの流れを変えることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を変更するように構成される請求項４５９に記載のシステム。
【請求項４６１】
前記補正モジュールは、前記反応室を通る前記ガスの流れを減少させることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を延長するように構成される請求項４６０に記載のシステム。
【請求項４６２】
前記補正モジュールは、前記反応室の前記出口から前記入口まで前記ガスの流れを再循環させることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を延長するように構成される請求項４６０に記載のシステム。
【請求項４６３】
前記補正モジュールは、前記反応室内のガス温度を変えることによって前記反応室内の前記自己発火遅延時間を変更するように構成される請求項４５９に記載のシステム。
【請求項４６４】
前記補正モジュールは、加熱装置で前記反応室内のガス温度を高くすることによって前記反応室内の前記自己発火遅延時間を短縮するように構成される請求項４５９に記載のシステム。
【請求項４６５】
前記補正モジュールは、生成ガスを前記出口から前記入口に循環させることによって前記反応室内の前記自己発火遅延時間を短縮するように構成される請求項４５９に記載のシステム。
【請求項４６６】
前記反応室は、触媒なしで前記酸化可能な燃料の酸化を前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項４５９に記載のシステム。
【請求項４６７】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、
反応室温度の検出に基づき、（ｉ）前記反応室内の前記ガスの滞留時間及び（ｉｉ）前記反応室内の反応温度のうちの少なくとも一方を高くして、前記反応室内にある間に前記燃料が酸化するようにする命令を出力するモジュールとを備えるシステム。
【請求項４６８】
前記モジュールは、前記反応室を通る前記ガスの流れを変えることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を変更するように構成される請求項４６７に記載のシステム。
【請求項４６９】
前記モジュールは、前記反応室を通る前記ガスの流れを減少させることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を延長するように構成される請求項４６８に記載のシステム。
【請求項４７０】
前記モジュールは、前記反応室の前記出口から前記入口まで前記ガスの流れを再循環させることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を延長するように構成される請求項４６８に記載のシステム。
【請求項４７１】
前記モジュールは、加熱装置で前記反応室内のガス温度を高くすることによって前記反応室内の前記自己発火遅延時間を短縮するように構成される請求項４６７に記載のシステム。
【請求項４７２】
前記補正モジュールは、生成ガスを前記出口から前記入口に循環させることによって前記反応室内の前記自己発火遅延時間を短縮するように構成される請求項４６７に記載のシステム。
【請求項４７３】
燃料を酸化するための方法であって、
入口及び出口を有し酸化プロセスを維持するように構成されている反応室内に酸化可能な燃料を含むガスを受け入れる酸化システムにおいて、いつ前記ガスの反応室温度が前記反応室が単独では前記燃料の酸化を支えなくなるようなレベルに近づくか、又はそのレベルより低くなるかを検出することと、
前記検出モジュールに基づき、（ｉ）前記反応室内の前記ガスの滞留時間及び（ｉｉ）前記反応室内にある間に前記ガスが自己発火し酸化するのに十分な前記反応室内の自己発火遅延時間のうちの少なくとも一方を変更することとを含む方法。
【請求項４７４】
前記ガスの前記滞留時間は、前記反応室を通る前記ガスの流れを変えることによって前記反応室内で変更される請求項４７３に記載の方法。
【請求項４７５】
前記ガスの前記滞留時間は、前記反応室を通る前記ガスの流れを減少させることによって前記反応室内で変更される請求項４７４に記載の方法。
【請求項４７６】
前記ガスの前記滞留時間は、前記反応室の前記出口から前記入口まで前記ガスの流れを再循環させることによって前記反応室で変更される請求項４７４に記載の方法。
【請求項４７７】
前記反応室内の前記自己発火遅延時間は、前記反応室内のガス温度を変更することによって変更される請求項４７３に記載の方法。
【請求項４７８】
前記自己発火遅延時間は、加熱装置により前記反応室内のガス温度を高くすることによって前記反応室内で短縮される請求項４７７に記載の方法。
【請求項４７９】
前記自己発火遅延時間は、前記出口から前記入口に生成ガスを循環させることによって短縮される請求項４７７に記載の方法。
【請求項４８０】
前記反応室は、触媒なしで前記酸化可能な燃料の酸化を前記フレームアウト温度より低い温度に維持する請求項４７３に記載の方法。
【請求項４８１】
タービン又はピストン・エンジン内の前記反応室からの生成ガスを膨脹させることをさらに含む請求項４７３に記載の方法。
【請求項４８２】
前記ガスを前記反応室内に導入する前に前記ガスを圧縮することをさらに含む請求項４７３に記載の方法。
【請求項４８３】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項４７３に記載の方法。
【請求項４８４】
燃料を酸化するための方法であって、
入口及び出口を有し酸化プロセスを維持するように構成されている反応室内に酸化可能な燃料を含むガスを受け入れる酸化システムにおいて、いつ前記ガスの反応室温度が前記反応室が単独では前記燃料の徐酸化を支えなくなるようなレベルに近づくか、又はそのレベルより低くなるかを検出することと、
前記検出モジュールに基づき、前記反応室内にある間に前記ガスが自己発火し酸化するのに十分な前記反応室内の自己発火遅延時間を変更することとを含む方法。
【請求項４８５】
前記自己発火遅延時間を変更することは、追加の熱を前記反応室内に導入して、それによって内部室温度を前記燃料の酸化を維持するレベルに上昇させることを含む請求項４８４に記載の方法。
【請求項４８６】
前記反応室を通る前記ガスの流れを変えることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を変更することをさらに含む請求項４８４に記載の方法。
【請求項４８７】
前記反応室を通る前記ガスの流れを減少させることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を変更することをさらに含む請求項４８４に記載の方法。
【請求項４８８】
前記反応室の前記出口から前記入口まで前記ガスの流れを再循環させることによって前記ガスの前記滞留時間を前記反応室内で変更することをさらに含む請求項４８４に記載の方法。
【請求項４８９】
前記反応室は、触媒なしで前記酸化可能な燃料の酸化を前記フレームアウト温度より低い温度に維持する請求項４８４に記載の方法。
【請求項４９０】
タービン又はピストン・エンジン内の前記反応室からの生成ガスを膨脹させることをさらに含む請求項４８４に記載の方法。
【請求項４９１】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項４８４に記載の方法。
【請求項４９２】
燃料を酸化するための方法であって、前記ガスの反応室温度が前記反応室単独では前記燃料の酸化を支えないような温度レベルに近づくか、又はその温度レベルより低いときに、熱源を前記反応室内に導入し、それによって内部反応室温度を前記燃料の酸化を維持するレベルまで高めることによって酸化可能な燃料の酸化を維持することを含む方法。
【請求項４９３】
前記内部温度を高くすることで、自己発火遅延時間を短縮する請求項４９２に記載の方法。
【請求項４９４】
前記反応室を通る前記ガスの流れを変えることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を変更することをさらに含む請求項４９２に記載の方法。
【請求項４９５】
前記反応室を通る前記ガスの流れを減少させることによって前記反応室内の前記ガスの前記滞留時間を変更することをさらに含む請求項４９２に記載の方法。
【請求項４９６】
前記反応室の前記出口から前記入口まで前記ガスの流れを再循環させることによって前記ガスの前記滞留時間を前記反応室で変更することをさらに含む請求項４９２に記載の方法。
【請求項４９７】
前記反応室は、触媒なしで前記酸化可能な燃料の酸化を前記フレームアウト温度より低い温度に維持する請求項４９２に記載の方法。
【請求項４９８】
タービン又はピストン・エンジン内の前記反応室からの生成ガスを膨脹させることをさらに含む請求項４９２に記載の方法。
【請求項４９９】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項４９２に記載の方法。
【請求項５００】
燃料を酸化する方法であって、
低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料を有するガスと高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤を含むガス、及び希釈剤を含むガスの群のうちの１つ又は複数と混合してガス混合物を形成することであって、前記ガスのすべてが、混合される前記ガスのいずれの前記自己発火温度よりも低い温度にある、ことと、
前記ガス混合物の前記温度を前記ガス混合物の少なくとも自己発火温度まで上昇させて前記ガス混合物が自己発火するのを可能にすることと、
前記ガス混合物の前記温度を、前記自己発火するガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持することとを含む方法。
【請求項５０１】
前記ガス混合物は、熱交換器によって少なくとも前記自己発火温度に高められる請求項５００に記載の方法。
【請求項５０２】
前記熱交換器は、触媒なしで前記ガス混合物の酸化を維持する反応室内に位置決めされる請求項５０１に記載の方法。
【請求項５０３】
前記ガス混合物は、触媒なしで前記ガス混合物の酸化を維持する反応室内で少なくとも前記自己発火温度に高められる請求項５００に記載の方法。
【請求項５０４】
前記反応室は、前記混合物の酸化を前記ガス混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持する請求項５０３に記載の方法。
【請求項５０５】
前記反応室から前記ガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンでガスを膨脹させることをさらに含む請求項５０３に記載の方法。
【請求項５０６】
前記ガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項５０３に記載の方法。
【請求項５０７】
酸化の方法であって、
第１のガス混合物を前記第１のガス混合物の少なくとも自己発火温度まで加熱することであって、前記第１のガス混合物は決定された範囲の低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料ガス及び高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料ガスと混合された酸化剤を含む、ことと、
前記加熱した後に、前記ＬＥＣ燃料ガス及び前記ＨＥＣ燃料ガスの第２のガス混合物を注入することであって、前記第２のガス混合物への前記ＬＥＣ及びＨＥＣ燃料の注入速度は、前記第１のガス混合物に対するＬＥＣ燃料及びＨＥＣ燃料ガスの比と実質的に同じ比をもたらすように選択される、ことと、
前記第１のガス混合物が自己発火することを許しながら、前記第２のガス混合物を前記加熱された第１のガス混合物と、前記第２のガス混合物に対する発火遅延時間より短い時間で実質的に均質な第１のガス混合物を生成する速度で混合することと、
前記第１のガス混合物の前記温度を、前記自己発火する第１のガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持することとを含む方法。
【請求項５０８】
前記第１のガス混合物は、熱交換器によって少なくとも前記自己発火温度に高められる請求項５０７に記載の方法。
【請求項５０９】
前記熱交換器は、触媒なしで前記第１のガス混合物の酸化を維持する反応室内に位置決めされる請求項５０８に記載の方法。
【請求項５１０】
前記第１のガス混合物は、触媒なしで前記ガス混合物の酸化を維持する反応室内で少なくとも前記自己発火温度に高められる請求項５０７に記載の方法。
【請求項５１１】
前記反応室は、前記第２のガス混合物の酸化を前記ガス混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持する請求項５１０に記載の方法。
【請求項５１２】
前記反応室から前記ガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンでガスを膨脹させることをさらに含む請求項５１０に記載の方法。
【請求項５１３】
前記第１のガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項５１０に記載の方法。
【請求項５１４】
酸化の方法であって、
低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料ガス、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとを含むガス混合物を反応室内に受け入れることであって、前記ガス混合物は前記混合物の自己発火温度より低い前記入口内に受け入れられる前の初期温度を有する、ことと、
前記反応室内に配設されている熱交換媒体によって前記反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持することと、
前記熱交換媒体を通じて熱を伝達することによって反応室入口温度を前記混合物の自己発火温度より高い温度になるように維持することと、
前記混合物が前記混合物の前記自己発火温度より高い温度に達するまで前記入口に入る前記混合物を前記混合物の前記自己発火温度より高い温度の媒体を通る第１の経路に導いて通すことと、
前記混合物を第２の経路に通して反応室出口に導くことであって、前記第２の経路は全体的に前記第１の流路の反対側にある、こととを含む方法。
【請求項５１５】
前記反応室は、触媒なしで前記ガス混合物の酸化を維持する請求項５１４に記載の方法。
【請求項５１６】
前記反応室は、前記反応室の外で前記熱交換媒体を循環させることによって前記ガス混合物のフレームアウト温度より低い温度で前記混合物の酸化を維持する請求項５１４に記載の方法。
【請求項５１７】
前記反応室出口から前記ガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンでガスを膨脹させることをさらに含む請求項５１４に記載の方法。
【請求項５１８】
前記ガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項５１４に記載の方法。
【請求項５１９】
酸化装置であって、
入口及び出口を有する反応室であって、前記入口は低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとを含むガス混合物を受け付けるように構成され、前記ガス混合物は前記ガス混合物の自己発火温度より低い初期温度にある、反応室と、
前記反応室内に配設された熱交換媒体であって、（ｉ）前記反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持し、（ｉｉ）反応室入口温度を前記混合物の自己発火温度より高い温度に維持するように構成された熱交換媒体と、
前記入口からの第１の流路であって、前記混合物が前記ガス混合物の前記自己発火温度より高い温度に達するまで前記入口に入る前記混合物を前記混合物の自己発火温度より高い温度の媒体に導いて通すように構成された第１の流路、及び前記第１の流路に続く、第２の流路であって、酸化するガス混合物を前記出口に導くように構成され、全体的に第１の流路とは反対の側にある第２流路とを備える酸化装置。
【請求項５２０】
前記反応室は、触媒なしで前記第１及び第２の流路のうちの少なくとも一方に沿って前記ガス混合物の酸化を維持するように構成される請求項５１９に記載のシステム。
【請求項５２１】
前記反応室は、前記反応室の外で熱交換媒体を循環させることによって前記混合物の酸化を前記ガス混合物の前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項５１９に記載のシステム。
【請求項５２２】
前記反応室出口からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンのうちの少なくとも一方をさらに備える請求項５１９に記載のシステム。
【請求項５２３】
前記ガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項５１９に記載のシステム。
【請求項５２４】
酸化装置であって、
入口及び出口を有する反応室であって、前記入口は低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料ガス、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとを含むガス混合物を受け付けるように構成され、前記ガス混合物は前記混合物の自己発火温度より低い温度にある、反応室と、
（ｉ）前記ガス混合物の温度を前記混合物の少なくとも自己発火温度に高め、それによって前記ガス混合物が自己発火できるようにし、（ｉｉ）前記ガス混合物の前記温度を、前記自己発火したガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成された温度制御装置とを備える酸化装置。
【請求項５２５】
前記温度制御装置は、前記混合物の前記温度を少なくとも前記自己発火温度まで上昇させるように構成された熱交換器を備える請求項５２４に記載のシステム。
【請求項５２６】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項５２５に記載のシステム。
【請求項５２７】
前記熱交換器は、前記混合物が前記反応室内に入った後に前記混合物を前記自己発火温度より高い温度に加熱するように構成される請求項５２６に記載のシステム。
【請求項５２８】
前記反応室は、触媒なしで前記混合物の酸化を前記ガス混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項５２４に記載の方法。
【請求項５２９】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンのうちの少なくとも一方をさらに備える請求項５２４に記載の方法。
【請求項５３０】
前記ガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項５２４に記載の方法。
【請求項５３１】
酸化装置であって、
入口及び出口を有する反応室であって、前記入口は低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料ガス、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとを含む第１のガス混合物を受け付けるように構成され、前記ガス混合物は前記混合物の自己発火温度より低い初期温度にある、反応室と、
前記第１のガス混合物を前記第１のガス混合物の少なくとも自己発火温度に加熱し、前記第１のガス混合物が自己発火するように、構成された温度制御装置と、
前記第１のガス混合物が少なくとも前記自己発火温度まで加熱された後に、ＬＥＣ燃料ガスとＨＥＣ燃料とを含む第２のガス混合物を注入するように構成されたインジェクタであって、前記第１のガス混合物に対する前記ＬＥＣガスと高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料ガス、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの前記少なくとも１つの比と実質的に同じ、前記第２の混合物に対するＬＥＣ及びＨＥＣガスの比をもたらすように選択された注入速度で前記第２のガス混合物を形成するために一定の比のＬＥＣ及びＨＥＣガスを注入するインジェクタとを具備し、
前記反応室は、（ｉ）前記第２のガス混合物に対する前記自己発火遅延時間より短い時間で実質的に均質な第３のガス混合物を生成する速度で前記注入された第２のガスを前記自己発火した第１のガス混合物中に混合し、（ｉｉ）前記第１のガス混合物の温度を、前記自己発火する第１のガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される酸化装置。
【請求項５３２】
前記温度制御装置は、前記混合物の前記温度を少なくとも前記自己発火温度まで上昇させるように構成された熱交換器を備える請求項５３１に記載のシステム。
【請求項５３３】
前記熱交換器は、前記反応室内に位置決めされる請求項５３２に記載のシステム。
【請求項５３４】
前記反応室は、触媒なしで前記反応室内の前記第１のガス混合物の酸化を維持するように構成される請求項５３１に記載のシステム。
【請求項５３５】
前記反応室は、触媒なしで前記第２のガス混合物の酸化を前記ガス混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項５３１に記載のシステム。
【請求項５３６】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンのうちの少なくとも一方をさらに備える請求項５３１に記載のシステム。
【請求項５３７】
前記第１のガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項５３１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（背景技術）
発電、水蒸気発生、熱駆動化学処理などのいくつかの工業プロセスにおいて、熱は、プロパン又は天然ガスなどの、高エネルギー含量（ＨＥＣ：ｈｉｇｈ−ｅｎｅｒｇｙ−ｃｏｎｔｅｎｔ）燃料の燃焼によって直接的に又は間接的にもたらされ得る。
【０００２】
揮発性有機化合物（ＶＯＣ：ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｏｒｇａｎｉｃ  ｃｏｍｐｏｕｎｄ）を含む埋立地及び他のガス源からの放出物は、汚染物質としてみなされる。これらの廃棄物流に含まれる燃料は、多くの場合、独力で燃焼を持続するには少なすぎる。ＶＯＣ含有廃棄物流を処理するためのいくつかの方法では、（１）燃焼又は補助燃焼熱酸化装置（fired- or supplemental-fired thermal oxidizers）、（２）触媒熱酸化装置、（３）熱回収機能を有する酸化装置、及び（４）再生熱酸化装置（ＲＴＯ：Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｉｖｅ  ｔｈｅｒｍａｌ  ｏｘｉｄｉｚｅｒ）の４種類の熱酸化装置を使用する。
【０００３】
燃焼又は補助燃焼熱酸化装置は、バーナー、滞留室、混合室、及び排気筒を備えるものとしてよい。図１−１Ａは、空気燃料混合物６がバーナー２に送られて連続的火炎を形成し、廃棄物流７は、火炎内に導入され、高温ガスが混合室３及び滞留室４を通過するときに酸化を続ける構成を示す。廃棄物流７が可燃限界内にある場合、これは、空気燃料混合物６の代わりにバーナー２内で直接燃焼され得る。混合室３は、廃棄物流及びバーナーが別々に供給される場合に必要になる。滞留室４は、酸化化学反応を完結させるために十分な時間を稼ぐものである。排気筒５は、酸化の生成物を大気に運ぶ。
【０００４】
触媒酸化装置は、図１−１Ｂに示されているように、酸化反応温度を低く保つことによって熱ＮＯｘの形成を回避する。ＶＯＣを含む廃棄物流７は、触媒でコーティングされた大きな表面積部分を有する触媒反応室８内に送られる。触媒物質は、白金、パラジウム、及びイリジウムなどの貴金属、さらには、特定のＶＯＣについては、酸化銅、バナジウム、及びコバルトを含む。廃棄物流７中のＶＯＣの濃度は、反応温度が触媒最高使用温度を超えないよう十分に低くなければならない。廃棄物流７は、典型的には、触媒反応性に適した特定温度範囲まで加熱されなければならない。
【０００５】
復熱装置９の使用で、図１−１Ｃに示されているように、燃焼熱酸化装置及び触媒酸化装置の運転コストを低減することができる。例えば、図１−１Ａ又は１−１Ｂのいずれかのシステムであってよい、反応室１から出る排気は高温復熱装置９に供給され、これにより、図１−１Ｃに示されているように、ＶＯＣを含んだ廃棄物流７を、又は図１−１Ａに示されているように、別々に供給される場合に別の燃焼空気燃料混合物を加熱する。復熱装置９の使用により、反応物質を酸化温度まで加熱するための補助燃料を減らすか、又は補助燃料の必要をなくすことができる。
【０００６】
最後に、ＲＴＯは、ＶＯＣを酸化するために使用され得る。ＲＴＯでは、熱は、交互サイクル中に回収のため中間ヒート・シンク材料、通常は、セラミック固形物に蓄えられる。このサイクルでは、すでに加熱されている流動体からの熱を使用して、ＶＯＣが含まれる廃気流をより高い温度に予熱する。温度が十分に高ければ、本開示の後の方でさらに詳しく説明されているように、自己発火により酸化が発生する。温度が十分に高くなければ、別の燃料及び空気源からの補助燃焼が必要になる場合がある。次いで、より高い温度の排気がより冷たいヒート・シンクを通して運ばれ、エネルギーを集める。
【０００７】
熱交換材料のサイクル動作を達成するのに異なるアプローチがある。図１−１Ｄは、２つの再生式酸化装置を使用するシステムを例示している。図示されている構成において、廃棄物流７は、高温の再生式酸化装置＃１内に導入される。廃棄物流は、再生式酸化装置＃１を通過するときに加熱され、それによって、酸化装置＃１によりヒート・シンク材料を、入口から始めて徐々に冷却する。廃棄物流７が自己発火した後、高温の排ガスが酸化装置＃１から出て、酸化装置＃２の入口に送られ、それによって、酸化装置＃２内のヒート・シンク材料中に蓄えられている熱エネルギーを「再生する」。酸化された廃棄物流は、酸化装置＃２を通過するときに冷却する。酸化装置＃２が十分に加熱されたときに、システムは、廃棄物流７からの流動体が酸化装置＃２の入口に送られ、酸化装置＃２からの排気は酸化装置＃１の入口に送られて酸化装置＃１を再生するように再構成される。このプロセスは、２つの構成の間で循環し、廃棄物流７を加熱している間にすでに冷却されていた酸化装置が加熱され、またその逆も行われる。いくつかのＲＴＯ設計では回転するハードウェアを使用して、サイクルとサイクルとの間で流動体の流れを可変的に変化させるか、又はサイクルとサイクルとの間で再生式酸化装置を移動する。別のアプローチでは、単一の再生式酸化装置を使用するが、サイクル毎に流れ方向を反転する。酸化装置の一端は、他端が酸化反応の後に集熱している間に予熱している。流れ方向の反転が必要なのは、入口の近位にある酸化装置の端部が、それが流入する廃棄物流７を、反応を開始する温度までもはや加熱し得なくなる温度まで冷えるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願第１３／２８９，９９６号
【特許文献２】米国特許出願第１３／２８９，９８９号
【特許文献３】米国出願第１３／０４８，７９６号
【特許文献４】米国特許出願第１３／１１５，９１０号
【特許文献５】米国特許出願第１３／１１５，９０２号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
いくつかの状況において、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）及びＮＯｘなどの望ましくない成分を最小限度に抑えながら、埋立地から発生するメタンなどの、低エネルギー含量（ＬＥＣ：ｌｏｗ−ｅｎｅｒｇｙ−ｃｏｎｔｅｎｔ）燃料を処分することが有益である。他の状況では、プロパンなどのＨＥＣ燃料からの熱を供給することで、これらの同じ望ましくない成分を生成することなく、工業プロセスを駆動し又は発電することが望ましい。これらの運転を行うために、ＬＥＣ及びＨＥＣ燃料の一方又は両方から形成される空気燃料混合物は、空気燃料混合物の最高温度を熱ＮＯｘが形成する温度より低く保ちながら燃料中のＶＯＣ及び炭化水素を二酸化炭素（ＣＯ２）と水（Ｈ２Ｏ）とに変換するために十分に高い温度に到達しなければならない。従来の直火燃焼プロセスは、温度を下げた酸化プロセスを通じてＮＯｘ化合物の形成を減らすプロセスによって置き換えられる候補である。
【００１０】
ＬＥＣ燃料がＶＯＣをＣＯ２とＨ２Ｏとに変換するために酸化されることによって単純に処分されるときに他の方法では捨てていたエネルギーを利用することが望まれている。ガス・タービンによって駆動される既存の発電システムの短所の１つは、ＨＥＣ燃料を燃やしてタービンを駆動する熱を発生する点である。この熱を本質的に「自由な」ＬＥＣ燃料を使用して供給し、購入燃料のコストを回避するか、又は減らすことは有利であろう。
【００１１】
図１−１Ａから１−１Ｄにおける上述のプロセスには、さまざまな短所がある。図１−１Ａの熱酸化装置に関して、例えば、空気燃料混合物６を供給するために補助燃料が必要な場合に、燃料のコストがプロセスのコストに加わる。それに加えて、バーナー２内の反応温度は、本開示の後の方でさらに詳しく説明されている、熱ＮＯｘを形成するのに十分に高い。
【００１２】
触媒には、その使用に付随する難題があり得る。貴金属触媒は、稀少であり、高価である。このプロセスでは、以下で説明されているような熱回収を含む、さまざまな手段を使用して廃棄物流が特定の範囲の温度まで加熱されることを必要とするが、多くの場合、プロセスのコストを押し上げる。触媒は、焼結、汚損、又は蒸発のようなプロセスのせいで化学的に不活性にされ得る。埋立地ガスなどの、廃燃料は、多くの場合、触媒の寿命を著しく縮める可能性のある汚染物質を含む。反応温度を制御して蒸発を回避するために、燃料組成及びプロセス変数は、所定の限界内に維持され、これらの変数を監視し、調整するためのコストが加わる。
【００１３】
復熱装置には、複数の不利点がある。復熱装置は、熱酸化システムに対する投資コストの増加要因である。復熱装置は、さらに圧力降下をシステムにもたらし、廃棄物流７及び空気燃料混合物６をシステムに通す流動体搬送装置、つまり、ファンに必要な電力量を増大させる。復熱装置が小さな通路を収容している場合、これらの通路は、さまざまな排ガス成分から汚損及び腐食を受け得る。反応室からの排ガスの温度が、復熱装置の材料に対する最大供給温度を超える場合、排ガスを復熱装置内に導入する前に排ガスを冷却するために追加のプロセス用機器が必要になる。
【００１４】
再生式酸化装置は、サイクル間の流路の再構成が高温の弁機能及び配管の運転、又は高温の再生式酸化装置を物理的に移動することのいずれかにおいて著しい複雑さを必要とするという欠点を有する。再構成はさらにプロセスを中断し、その際に、再構成運転時に廃棄物流７を蓄積するために何らかのシステムを必要とする。
【００１５】
本明細書で開示されている徐酸化（ＧＯ：ｇｒａｄｕａｌ  ｏｘｉｄａｔｉｏｎ）プロセスは、ＶＯＣを含む廃棄物流を処理するための従来のシステムに付随する欠点を回避する。ＧＯプロセスは、起動プロセスを通った後、ＬＥＣ燃料で運転し、酸化プロセスを持続するために追加のＨＥＣ燃料を必要としない。ＧＯプロセスは、高価な触媒の使用を必要とせず、これにより、必要な投資が低減され、触媒を失活させる運転上の危険性が回避される。開示されているＧＯプロセスは、廃棄物流の酸化によって発生する熱を流入する流動体に伝え、これにより、再生式酸化装置において見られるような媒体を徐々に冷却するという問題を回避し、高価で、潜在的に信頼性の低い弁の必要性さらにはサイクル間で再生式システムが再構成されているときに流入する廃棄物流を処理するための蓄積装置の必要性をなくす。
【００１６】
望ましくないＮＯｘ化合物及びＣＯの形成を最小限度に抑えさらには排気中の未燃炭化水素を低減しつつＨＥＣ燃料を使用することが望ましい状況もある。ＨＥＣ燃料を使用してガス・タービンによって駆動される既存の発電システムの欠点の１つは、燃焼プロセスが、ＮＯｘが形成し得る温度で発生し、混合物が燃焼プロセスにおいて可燃下限より低くなるとあるレベルの残留炭化水素があり得る点である。
【００１７】
開示されているシステムでは、システムを駆動する熱を発生するために従来の燃焼室の代わりに酸化装置（本明細書では、徐酸化装置、ＧＯ室、及びＧＯ反応室とも称せられる）内で生じるＧＯプロセスを使用する。いくつかの構成において、酸化装置は、ガス流に対して浸透性を有する構造を持ち、その構造を６４９℃（１２００°Ｆ）を超える温度に保持するセラミックなどの材料を含む。
【００１８】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れるように構成されている、反応室内で燃料の徐酸化を維持するように構成された酸化装置と、反応室から熱を奪うための手段であって、反応室内の断熱反応温度がフレームアウト温度に近づいたときに、反応室から熱が奪われ、これにより反応室内の実際の温度をフレームアウト温度を超えない温度まで下げる、手段とを備える。
【００１９】
いくつかの実施例において、反応室から熱を奪うための手段は、熱交換器を備える。いくつかの実施例において、反応室から熱を奪うための手段は、流体を備える。いくつかの実施例において、反応室から熱を奪うための手段は、蒸気を発生するための手段を備える。いくつかの実施例において、熱を奪うための手段は、反応室内の実際の温度がフレームアウト温度まで上昇したときに反応室から熱を奪うように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室の入口のところで、ガスの温度を燃料の自己発火温度より高い温度まで上昇させるための手段も備える。いくつかの実施例において、手段は、酸化装置内に熱交換器を備える。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしで酸化可能な燃料の徐酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、手段は、反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに反応室から熱を奪うように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室の出口からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるタービンも備える。いくつかの実施例において、システムは、燃料混合物を反応室内に導入する前に、燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮する圧縮機も備える。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００２０】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れるように構成されている、反応室内で徐酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、反応室内の断熱反応温度がフレームアウト温度に近づいたときに反応室から熱を奪うように構成された熱交換器であって、反応室内の実際の温度は、フレームアウト温度を超えないレベルまで下げられる、熱交換器とを備える。
【００２１】
いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内の実際の温度がフレームアウト温度まで上昇したときに反応室から熱を奪うように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるタービンも備える。いくつかの実施例において、システムは、燃料混合物を反応室内に導入する前に、燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮する圧縮機も備える。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室の入口のところで、ガスの温度を燃料の自己発火温度より高い温度まで上昇させるように構成される。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に導入される流体を備える。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室から流体を排出するように構成される。いくつかの実施例において、熱交換器は、蒸気を発生するための手段を備える。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしで酸化可能な燃料の徐酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに反応室から熱を奪うように構成される。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００２２】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れるステップであって、反応室は反応室内の燃料の徐酸化プロセスを維持するように構成されているステップと、反応室内の断熱反応温度がフレームアウト温度に近づいたときに反応室から熱を奪い、反応室内の実際の温度がフレームアウト温度を超えないようにするステップとを含む。
【００２３】
いくつかの実施例において、この方法は、タービン内の反応室からガスを膨脹させるステップを含む。いくつかの実施例において、この方法は、燃料混合物を反応室内に導入する前に燃料を圧縮機で圧縮するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、流体を反応室内に導入することを含む反応室から熱を奪うステップを含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室から流体を排出するステップを含む。いくつかの実施例において、流体は、反応室から蒸気の形態で排出される。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしで酸化可能な燃料の徐酸化を維持する。いくつかの実施例において、熱は、反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに反応室から奪われる。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００２４】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れるステップであって、反応室は反応室内の温度を維持して反応室内で燃料を徐酸化するように構成されているステップと、反応室内の温度を下げて、反応室内の実際の温度がフレームアウト温度より低いままになるようにするステップとを含む。
【００２５】
いくつかの実施例において、温度を下げることは、反応室から熱を奪うことを含む。いくつかの実施例において、この方法は、タービン内の反応室からガスを膨脹させるステップを含む。いくつかの実施例において、この方法は、燃料混合物を反応室内に導入する前に燃料を圧縮機で圧縮するステップを含む。いくつかの実施例において、温度を下げることは、反応室内に流体を導入することを含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室から流体を排出するステップを含む。いくつかの実施例において、流体は、反応室から蒸気の形態で排出される。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしで酸化可能な燃料の徐酸化を維持する。いくつかの実施例において、温度は、反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えないように下げられる。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００２６】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化装置の反応室内の温度を判定するステップであって、反応室は入口及び出口を有し酸化可能な燃料の徐酸化を維持するように構成されているステップと、反応室内の温度がフレームアウト温度に近づいたときに反応室内の温度を下げる信号を出力し、温度がフレームアウト温度より低い温度に留まるようにするステップとを含む。
【００２７】
いくつかの実施例において、信号は、液体を反応室内に導入することによって反応室から熱を奪うための命令を含む。いくつかの実施例において、信号は、反応室から流体を排出するための命令を含む。いくつかの実施例において、反応室から流体を排出するための命令は、蒸気の形態で流体を排出するための命令を含む。いくつかの実施例において、反応室から熱を奪うための信号は、反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに出力される。いくつかの実施例において、反応室から熱を奪うための信号は、温度が水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つのフレームアウト温度を超えたときに出力される。
【００２８】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化装置の反応室内の温度を判定するステップであって、反応室は入口及び出口を有し酸化可能な燃料の徐酸化を維持するように構成されている、ステップと、反応室内の温度がフレームアウト温度に近づいたときに反応室から熱を奪うための信号を熱交換器に出力するステップとを含む。
【００２９】
いくつかの実施例において、信号は、反応室から熱を除去するための命令を含む。いくつかの実施例において、信号は、反応室内に流体を導入することによって温度を下げるための命令を含む。いくつかの実施例において、信号は、反応室から流体を排出するための命令を含む。いくつかの実施例において、反応室から流体を排出するための命令は、蒸気の形態で流体を排出することを含む。いくつかの実施例において、この方法は、酸化可能な燃料のデータに基づき、反応室内の断熱反応温度を反復計算するステップも含む。いくつかの実施例において、反応室内の温度を下げるための信号は、反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに出力される。いくつかの実施例において、反応室から熱を奪うための信号は、温度が水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つのフレームアウト温度に近づいたときに出力される。いくつかの実施例において、反応室から熱を奪うための信号は、温度がフレームアウト温度まで上昇したときに出力される。
【００３０】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化装置の反応室内の温度を判定するステップであって、反応室は入口及び出口を有し酸化可能な燃料の徐酸化を維持するように構成されている、ステップと、センサーを使って、反応室内の温度が反応室内の燃料のフレームアウト温度にいつ近づいたかを判定するステップとを含む。
【００３１】
いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の算出された断熱反応温度がフレームアウト温度を超えたときに反応室内の温度を下げるための信号を出力するステップを含む。いくつかの実施例において、算出される断熱反応温度は、反応室内の酸化可能な燃料及び酸化剤に基づく。いくつかの実施例において、信号は、反応室から熱を除去するための命令を含む。いくつかの実施例において、信号は、反応室内に液体を導入することによって温度を下げるための命令を含む。いくつかの実施例において、反応室内の温度を下げるための信号は、反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに出力される。いくつかの実施例において、反応室から熱を奪うための信号は、温度が水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つのフレームアウト温度を超えたときに出力される。
【００３２】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れるように構成されている、触媒なしで酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、反応室内の反応温度が反応室内の燃料のフレームアウト温度に近づくこと及び反応室入口温度が自己発火閾値に近づくことのうちの少なくとも一方がいつ生じたかを検出する検出モジュールと、検出モジュールに基づき、反応室からの熱の除去及び反応室の入口温度のうちの少なくとも一方を変更するための命令を出力する補正モジュールとを備え、補正モジュールは、反応温度内の実際の温度をフレームアウト温度より低い温度に維持すること及び、入口温度を燃料の自己発火閾値より高い温度に維持することのうちの少なくとも一方を行うように構成される。
【００３３】
いくつかの実施例において、補正モジュールは、熱交換器によって反応室から熱を除去するための命令を出力する。いくつかの実施例において、補正モジュールは、流体によって反応室から熱を除去するための命令を出力する。いくつかの実施例において、補正モジュールは、入口温度を上昇させるための命令を出力する。いくつかの実施例において、熱交換器は反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、反応室は、フレームアウト温度より低い温度で酸化可能な燃料の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに反応室から熱を除去するための命令を出力する。いくつかの実施例において、タービンは反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させる。いくつかの実施例において、システムは、燃料混合物を反応室内に導入する前に、燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮する圧縮機も備える。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００３４】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れるように構成されている、触媒なしで酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、反応室内の反応温度が反応室内の燃料のフレームアウト温度に近づくこと及び反応室入口温度が自己発火閾値に近づくことのうちの少なくとも一方がいつ生じたかを検出する検出モジュールと、検出モジュールに基づき、反応温度内の実際の温度をフレームアウト温度より低い温度に維持すること又は入口温度を燃料の自己発火閾値より高い温度に維持することのうちの少なくとも一方を行う命令を出力する補正モジュールとを備える。
【００３５】
いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室から熱を除去するための命令を熱交換器に出力する。いくつかの実施例において、補正モジュールは、流体によって反応室から熱を除去するための命令を出力する。いくつかの実施例において、補正モジュールは、入口温度を上昇させるための命令を出力する。いくつかの実施例において、システムは、反応室内に位置決めされた熱交換器も備える。いくつかの実施例において、反応室は、フレームアウト温度より低い温度で酸化可能な燃料の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに反応室から熱を除去するための命令を出力する。
【００３６】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れるように構成されている、触媒なしで酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、反応室内の反応温度が反応室内の燃料のフレームアウト温度に近づくこと及び反応室入口温度低下が自己発火閾値に近づくことのうちの少なくとも一方がいつ生じたかを検出するプロセッサとを備える。
【００３７】
いくつかの実施例において、補正モジュールは、このプロセッサに基づき、反応室内の実際の温度を下げて、反応室から熱を除去することによって燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持する。いくつかの実施例において、補正モジュールは、このプロセッサに基づき、反応室内の酸化可能な燃料の滞留時間を伸ばすことによって入口温度を燃料の自己発火閾値より高い温度に上昇させる。
【００３８】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れるステップであって、反応室はガスの酸化プロセスを維持するように構成されているステップと、反応室内の実際の温度が燃料のフレームアウト温度に近づくか、又はフレームアウト温度まで上昇するか、及び反応室入口温度が燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がるときの少なくとも一方のときに反応室からの熱の除去及び反応室の入口温度のうちの少なくとも一方を変更するステップとを含む。
【００３９】
いくつかの実施例において、反応室の実際の温度は、フレームアウト温度より低い温度に維持される。いくつかの実施例において、反応室の入口温度は、触媒なしで燃料の酸化を支えるレベルまで高められる。いくつかの実施例において、入口温度は、自己発火閾値より高い温度に高められる。いくつかの実施例において、ガスの温度は、反応室内に配置されている熱交換器によって高められる。いくつかの実施例において、この方法は、タービン又はピストン・エンジン内の反応室の出口からガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、燃料混合物を反応室内に導入する前に燃料を圧縮機で圧縮するステップも含む。いくつかの実施例において、反応室から熱を除去することは、反応室内に液体を導入することを含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室から液体を排出することも含む。いくつかの実施例において、液体は、反応室から蒸気の形態で排出される。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしで酸化可能な燃料の徐酸化を維持する。いくつかの実施例において、熱は、反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに反応室から除去される。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００４０】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れるステップであって、反応室は徐酸化プロセスを維持するように構成されているステップと、反応室内の断熱反応温度が燃料のフレームアウト温度に近づいたときの反応室からの熱の除去、及び反応室の入口温度が燃料の自己発火閾値より低い温度に下がったときの反応室入口温度のうちの少なくとも一方を高めるステップとを含む。
【００４１】
いくつかの実施例において、反応室の実際の温度は、フレームアウト温度より低い温度に維持される。いくつかの実施例において、反応室の入口温度は、触媒なしで燃料の酸化を支えるレベルまで上昇する。いくつかの実施例において、入口温度は、自己発火温度より高い温度まで上昇する。いくつかの実施例において、ガス温度は、反応室の外に配置されている熱交換器によって高められ、ガスは、反応室内に導入される前に熱交換器に通される。
【００４２】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れるステップであって、反応室は触媒なしで徐酸化プロセスを維持するように構成されているステップと、反応室内の反応温度が燃料のフレームアウト温度に近づいたときに反応室から熱を除去して、反応室の実際の温度がフレームアウト温度より低い温度に維持されるようにすること、及び反応室の入口温度が燃料の自己発火閾値より低い温度に下がったときに、反応室の入口温度が触媒なしで燃料の酸化を支えるレベルより高い温度に維持されることのうちの少なくとも一方を高めるステップとを含む。いくつかの実施例において、入口温度は、自己発火温度より高い温度に維持される。
【００４３】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、反応室内で酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、ガスの反応室入口温度がいつ第１の反応室に入るガスの自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がるかを検出する検出モジュールと、検出モジュールに基づき、ガスの入口温度を変更して入口温度を自己発火閾値より高い温度に維持して、反応室内のガスが触媒なしで酸化するようにする命令を出力する補正モジュールとを備える。
【００４４】
いくつかの実施例において、補正モジュールは、入口温度を上昇させるための命令を熱交換器に出力する。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、反応室は、ガスの酸化を反応室内の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンも備える。いくつかの実施例において、システムは、燃料混合物を反応室内に導入する前に、燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮する圧縮機も備える。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００４５】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、反応室内で酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、ガスの反応室入口温度がいつ燃料の自己発火閾値の方へ下がるかを検出する検出モジュールと、検出モジュールに基づき、入口温度を自己発火閾値より高い温度に維持する補正モジュールとを備える。
【００４６】
いくつかの実施例において、補正モジュールは、入口温度を維持するための命令を熱交換器に出力する。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、反応室は、反応室内の実際の温度を燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンも備える。いくつかの実施例において、システムは、燃料混合物を含むガスを反応室内に導入する前に、ガスを受け入れて圧縮する圧縮機も備える。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００４７】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、反応室入口温度を燃料の自己発火閾値より高い温度に維持して、燃料が自己発火閾値より高く、燃料のフレームアウト温度より低い温度で反応室内で酸化するようにする、熱交換器とを備える。
【００４８】
いくつかの実施例において、検出モジュールは反応室入口温度が自己発火閾値にいつ近くなったかを検出する。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、システムは、反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンも備える。いくつかの実施例において、システムは、燃料混合物を反応室内に導入する前に、燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮する圧縮機も備える。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００４９】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化可能な燃料の酸化プロセスを維持するように構成されている、入口及び出口を備える反応室内で、反応室内の燃料の実際の反応温度及び反応室の入口温度のうちの少なくとも一方を判定するステップと、センサーにより、実際の反応温度が燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えること、及び入口温度が燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がることの少なくとも一方がいつ生じたかを判定するステップと、フレームアウト温度より低い温度に留まる反応室内の実際の反応温度の低下、及び入口温度を自己発火閾値より高い温度に維持する入口温度の上昇のうちの少なくとも一方を判定するステップとを含む。
【００５０】
いくつかの実施例において、実際の反応温度の低下は、反応室からの熱の除去を含む。いくつかの実施例において、反応室からの熱の除去は、流体を反応室内に導入することを含むいくつかの実施例において、熱の除去は、反応室から流体を排出することをさらに含む。いくつかの実施例において、反応室は、蒸気の形態で流体を排出するように構成される。いくつかの実施例において、入口温度の上昇は、燃料を熱交換器に通すことを含む。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、フレームアウト温度は、約１２６０℃（２３００°Ｆ）である。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００５１】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化可能な燃料の酸化プロセスを維持するように構成されている、入口及び出口を備える反応室内で、反応室内の燃料の実際の反応温度及び入口におけるガスの入口温度のうちの少なくとも一方を判定するステップと、実際の反応温度が燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えること、及び反応室入口温度が燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がることの少なくとも一方がいつ生じたかを判定するステップと、フレームアウト温度より低い温度に維持される反応室内の実際の温度を下げるか、又は実際の温度の上昇を下げること、及び入口温度を燃料の自己発火閾値より高い温度になるように高くすることうちの少なくとも一方を行う命令を出力するステップとを含む。
【００５２】
いくつかの実施例において、出力することは、反応室からの熱を除去する命令を含む。いくつかの実施例において、この方法は、流体を反応室内に導入することによって反応室から熱を除去するステップも含む。いくつかの実施例において、熱を除去することは、反応室から流体を排出することをさらに含む。いくつかの実施例において、流体は、反応室から蒸気の形態で排出される。いくつかの実施例において、出力することは、燃料を熱交換器に通すことによって入口温度を上昇させることを含む。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、フレームアウト温度は、約１２６０℃（２３００°Ｆ）である。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００５３】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れるステップであって、反応室は酸化プロセスを維持するように構成されているステップと、ガスの反応室入口温度が燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がったときに、入口温度が自己発火閾値より高い温度に維持され、反応室が触媒なしで反応室内の燃料の酸化を維持するように追加の熱をガスに導入するステップとを含む。
【００５４】
いくつかの実施例において、追加の熱は、熱交換器によって導入される。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、反応室は、燃料のフレームアウト温度より低い温度で酸化可能な燃料の酸化を維持する。いくつかの実施例において、この方法は、タービン又はピストン・エンジンが反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、圧縮機は燃料混合物を反応室内に導入する前に、燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮する。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００５５】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える第１の反応室を有する酸化装置内に受け入れるステップであって、第１の反応室は燃料の酸化プロセスを維持するように構成されているステップと、ガスの反応室入口温度が燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がったときに、入口温度を自己発火閾値より高いレベルに高めるステップとを含む。
【００５６】
いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしで反応室内の燃料の徐酸化を維持する。いくつかの実施例において、入口温度は、熱交換器によって高められる。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、反応室は、燃料のフレームアウト温度より低い温度で燃料の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、この方法は、タービン又はピストン・エンジンが反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、圧縮機が燃料混合物を反応室内に導入する前に、燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮するステップも含む。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００５７】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化プロセスを維持するように構成された、入口及び出口を有する、反応室内で、酸化可能な燃料を含むガスの入口温度が、入口において、いつ燃料の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がるかを判定するステップと、ガスの入口温度を高めて入口温度が自己発火閾値より高い温度のままとなるようにする信号を出力するステップとを含む。
【００５８】
いくつかの実施例において、信号は、熱交換器でガスを加熱するための命令を含む。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、反応室は、燃料のフレームアウト温度より低い温度で燃料の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、反応室は、約１２６０℃（２３００°Ｆ）より低い温度で燃料の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、この方法は、タービン又はピストン・エンジンが反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、圧縮機が燃料混合物を反応室内に導入する前に、燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮するステップも含む。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００５９】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている方法は、酸化可能な燃料を含むガスを、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置内に受け入れるシステム内で燃料を酸化するための方法であり、反応室は触媒なしで燃料の徐酸化を維持するように構成され、この方法はいつガスの反応室入口温度がガスの自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がるかを検出することと、反応室内の温度がフレームアウト温度より低い温度に留まっている間に、ガス入口温度が自己発火温度より高い温度に維持されるように入口温度を高めるための命令を出力することとを含む。
【００６０】
いくつかの実施例において、これらの命令は、熱交換器によるガスへの熱伝達を高める。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、反応室は、燃料のフレームアウト温度より低い温度で燃料の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、反応室は、約１２６０℃（２３００°Ｆ）より低い温度で燃料の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、この方法は、タービン又はピストン・エンジンが反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、圧縮機が燃料混合物を含むガスを反応室内に導入する前に、ガスを受け入れて圧縮するステップも含む。
【００６１】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化プロセスを維持するように構成された、入口及び出口を有する、反応室内で、センサーにより、酸化可能な燃料を含むガスの入口温度が、入口において、いつガスの自己発火閾値に近づくかを判定するステップを含み、反応室内の実際の温度は、フレームアウト温度より低く、自己発火閾値より高いレベルに維持され、これにより、燃料の徐酸化が反応室内で維持される。
【００６２】
いくつかの実施例において、信号は、ガスの入口温度を自己発火閾値より高い温度に留まるように高める。いくつかの実施例において、信号は、熱交換器によるガスへの熱伝達を高めるための命令を含む。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。
【００６３】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、ガスの酸化プロセスを維持するように構成されている酸化装置と、反応室内に配設される熱交換媒体であって、反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持し、燃料の反応室入口温度を燃料の自己発火温度より高い温度に維持するように構成された熱交換媒体とを備え、この媒体は、反応室の外で循環し、それにより、反応室から熱を奪って内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【００６４】
いくつかの実施例において、媒体の循環は、入口のところでガスを加熱し、燃料の入口温度を自己発火温度より高い温度に維持するように構成される。いくつかの実施例において、媒体の循環は、反応室内のガスから熱を奪って、ガスの内部温度をガスのフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。いくつかの実施例において、媒体は、反応室を通って循環される複数のスチール構造を備える。いくつかの実施例において、媒体は、反応室を通って循環される流体を備える。いくつかの実施例において、媒体が循環する速度は、内部温度及び入口温度のうちの少なくとも一方に基づく。いくつかの実施例において、熱は、媒体が反応室の外で循環するときに媒体から奪われる。
【００６５】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、反応室内でガスの酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、生成ガスの少なくとも一部を、反応室内での酸化の後に、反応室の入口の方へ導き、生成ガスを入口のところで反応室内に導入する再循環経路とを備え、生成ガスの導入は、ガスの入口温度をガスの自己発火温度以上まで上昇させる。
【００６６】
いくつかの実施例において、生成ガスの再循環は、反応室内の酸素含有量レベルを減少させる。いくつかの実施例において、再循環される生成ガスの量は、入口温度に基づく。いくつかの実施例において、再循環される生成ガスの量は、反応室の内部温度に基づく。
【００６７】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室が入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、反応室内でガスの酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、反応室内に配設される熱交換媒体であって、反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持し、燃料の反応室入口温度を燃料の自己発火温度より高い温度に維持するように構成された熱交換媒体とを備える。
【００６８】
いくつかの実施例において、熱交換媒体は流体を含む。いくつかの実施例において、この流体は循環され、媒体の循環は、入口のところでガスを加熱し、ガスの入口温度をガスの自己発火温度より高い温度に維持するように構成される。いくつかの実施例において、熱交換媒体は砂を含む。いくつかの実施例において、熱交換媒体は、複数の一様に積み重ねられた構造物を含む。いくつかの実施例において、熱交換媒体は、それぞれが流れるガスを通せる複数の開口を有する複数の積み重ねられた円板を含む。いくつかの実施例において、熱交換媒体は、反応室内の熱を入口の方へ伝えるように構成され、それにより、入口を通して受け入れられるガスは自己発火温度より高い温度に加熱される。
【００６９】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されているスプリット・サイクル・レシプロ・エンジンは、空気と気体燃料との混合物を含む空気燃料混合物を受け入れる吸入部と、往復運動ピストン室（reciprocating piston chamber）内の混合物を圧縮するレシプロ・エンジンに結合された圧縮室と、第１の入口を介して圧縮室から混合物を受け入れ、混合物の酸化を混合物のフレームアウト温度より低い、触媒なしで混合物を十分に酸化できる内部温度に維持するように構成された酸化室と、酸化室から酸化生成ガスを受け入れ、往復運動ピストンを介して膨脹室内の生成ガスを膨脹させる膨脹室とを備える。
【００７０】
いくつかの実施例において、酸化室は、混合物の入口温度を混合物の自己発火温度より高い温度に維持するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、生成ガスから熱を奪い、混合物を、混合物を酸化室内に導入する前に加熱するように構成された熱交換器も備える。いくつかの実施例において、熱交換器は、チューブ・イン・チューブ式熱交換器を備える。いくつかの実施例において、システムは、酸化室内に配設された熱交換媒体も備える。いくつかの実施例において、媒体は、酸化室の内部温度を、熱を酸化室の入口の方へ伝えることによってフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成され、酸化室の入口のところにある媒体は、酸化室内に混合物が導入されることによって冷却される。いくつかの実施例において、燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００７１】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されているスプリット・サイクル・レシプロ・エンジンは、中に往復運動ピストンを有する少なくとも１つの圧縮室と中に往復運動ピストンを有する少なくとも１つの膨脹室とを備える往復運動サイクルと、空気と気体燃料との混合物を含むガス空気燃料混合物を受け入れる、混合物を圧縮室に導くように構成されている吸入部を含む加熱サイクルであって、反応室は圧縮室から混合物を受け入れ、混合物の酸化を触媒なしで混合物を十分に酸化できる内部反応室温度に維持するように構成されている加熱サイクルとを備え、膨脹室は、反応室から酸化生成ガスを受け入れ、往復運動ピストンを介して膨脹室内の生成ガスを膨脹させるように構成される。
【００７２】
いくつかの実施例において、反応室は、入口を備え、反応室は、混合物の入口温度を入口において混合物の自己発火温度より高い温度に維持するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室の生成ガスから熱を奪い、混合物を、混合物を反応室内に導入する前に加熱するように構成された熱交換器も備える。いくつかの実施例において、熱交換器は、チューブ・イン・チューブ式熱交換器を備える。いくつかの実施例において、生成ガスは、反応室内に導かれて戻され、反応室内に導入された空気燃料混合物と組み合わされる。いくつかの実施例において、システムは、反応室内に配設された熱交換媒体も備える。いくつかの実施例において、媒体は、反応室の内部温度を、熱を反応室の入口の方へ伝えることによって混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成され、酸化室の入口のところにある媒体は、酸化室内に混合物が導入されることによって冷却される。いくつかの実施例において、燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００７３】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、吸入部を通してガス空気燃料混合物を受け入れるステップであって、混合物は空気と気体燃料との混合物を含むステップと、圧縮室で混合物を圧縮するステップであって、圧縮室はレシプロ・エンジンに結合されて往復運動ピストン室内の混合物を圧縮するステップと、入口を介して圧縮室から混合物を受け入れ、燃料の酸化を触媒なしで反応室の内部温度に維持するように構成されている反応室内で混合物を酸化するステップと、往復運動ピストン室に結合されている往復運動ピストン室内の反応室から加熱された生成ガスを膨脹させ、それによってレシプロ・エンジンを駆動するステップとを含む。
【００７４】
いくつかの実施例において、反応室の内部温度は、燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持される。いくつかの実施例において、これらのステップは、反応室内の温度がフレームアウト温度に近づくか、又はフレームアウト温度より高くなるときに反応室から熱を除去することも含む。いくつかの実施例において、入口における混合物の温度は、混合物の自己発火温度より高い温度に維持される。いくつかの実施例において、これらのステップは、反応室内の混合物を酸化する前に熱交換器により混合物を加熱することも含む。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に配置される。いくつかの実施例において、反応室の入口における混合物の入口温度は、混合物の自己発火温度より低い。いくつかの実施例において、混合物は、熱交換器内で、自己発火温度より高い温度に加熱される。
【００７５】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、レシプロ・エンジンに結合された往復運動ピストン圧縮室内で、空気と気体燃料との混合物を含む、空気燃料混合物を圧縮するステップと、入口を介して圧縮室から混合物を受け入れるように構成された反応室内の混合物を、燃料の自己発火温度より高く、燃料のフレームアウト温度より低い温度で酸化するステップと、レシプロ・エンジンに結合されている往復運動ピストン室内の反応室から生成ガスを膨脹させ、それによってレシプロ・エンジンを駆動するステップとを含む。
【００７６】
いくつかの実施例において、反応室の内部温度は、混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持される。いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の断熱温度がフレームアウト温度に近づくか、又はフレームアウト温度より高くなるときに反応室から熱を除去するステップも含む。いくつかの実施例において、入口における混合物の温度は、混合物の自己発火温度より高い温度に維持される。いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の燃料を酸化する前に熱交換器により混合物を加熱するステップも含む。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に配置される。いくつかの実施例において、反応室の入口における混合物の入口温度は、混合物の自己発火温度より低い。いくつかの実施例において、混合物は、熱交換器内で、自己発火温度より高い温度に加熱される。
【００７７】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、レシプロ・エンジンに結合された往復運動圧縮ピストン内で圧縮されるように、空気と気体燃料との混合物を含む、空気燃料混合物を導くステップと、反応室内の混合物を、混合物の自己発火温度より高く、混合物のフレームアウト温度より低い温度で徐酸化するように構成された、圧縮ピストンからの混合物を混合室に導くステップと、レシプロ・エンジンに結合されている往復運動膨脹ピストン内で膨脹されるように反応室から生成ガスを導き、それによってレシプロ・エンジンを駆動するステップとを含む。
【００７８】
いくつかの実施例において、この方法は、センサーによって、いつ反応室内の温度がフレームアウト温度に近づくか、又はフレームアウト温度を超えるかを判定するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の温度がフレームアウト温度に近づいたときに反応室からの熱の除去を導き、反応室内の温度がフレームアウト温度より低い温度に維持されるようにするステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の内部温度を約１２６０℃（２３００°Ｆ）より低い温度に維持するステップも含む。
【００７９】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、入口及び出口を有し、触媒なしでガス混合物中の燃料を徐酸化するように構成されている反応室内の酸素含有量レベルを判定するステップと、反応室の出口から受けた、反応室内の燃料の酸化からの生成ガスを含む燃焼排ガスを判定された酸素含有量レベルに基づき反応室内に導入する命令を出力するステップとを含む。
【００８０】
いくつかの実施例において、燃焼排ガスを導入することは、燃焼排ガスとガス混合物とを混合することを含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室の内部温度が、燃料のフレームアウト温度に近づいているかどうかを判定するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の断熱温度が燃料のフレームアウト温度に近づいたときに反応室内の内部温度を下げるための命令を出力するステップも含む。いくつかの実施例において、これらの命令は、反応室からの熱を除去することを含む。いくつかの実施例において、命令を出力することは、反応室内の燃料のフレームアウト温度を変更するように構成される。いくつかの実施例において、この方法は、反応室入口におけるガス混合物の入口温度を判定するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、入口温度が燃料の自己発火温度に近づいたときに入口におけるガス混合物の温度を高くして、入口温度が自己発火温度より高い温度に維持されるようにするステップも含む。いくつかの実施例において、温度を高くすることは、燃焼排ガスとガス混合物とを反応室入口のところで、又は反応室入口の近くで混合することを含む。
【００８１】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、入口及び出口を有し、触媒なしでガス混合物中の燃料を徐酸化するように構成されている反応室内の酸素含有量レベル、及び反応室入口におけるガス混合物の入口温度の少なくとも一方を判定するステップと、判定された酸素含有量レベル及び入口温度のうちの少なくとも一方に基づき、反応室の出口から受け、反応室内の燃料の酸化からの加熱された生成ガスを含む燃焼排ガスを、判定された酸素含有量レベルが所定の閾値に近づいているか、又はそれより高いこと、及び入口温度が燃料の自己発火温度に近づいているか、又はそれより低いことのうちの少なくとも一方が生じたときに反応室内に導入するステップとを含む。
【００８２】
いくつかの実施例において、燃焼排ガスを導入することは、燃焼排ガスとガス混合物とを混合することを含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室の内部温度が、燃料のフレームアウト温度に近づいているかどうかを判定するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の断熱温度が燃料のフレームアウト温度に近づいたときに反応室内の内部温度を下げるステップも含む。いくつかの実施例において、内部温度を下げることは、反応室から熱を除去することを含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の酸素含有量を減らすことによって反応室内のフレームアウト温度を上昇させることを含めるステップも含む。
【００８３】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、プロセッサによって、入口及び出口を有し、触媒なしでガス混合物中の燃料を徐酸化するように構成されている反応室内の酸素含有量レベルを判定するステップと、判定された酸素含有量レベルに基づき、反応室の出口から受けた、反応室内の燃料の酸化からの加熱された生成ガスを含む燃焼排ガスを反応室内に導入するステップとを含む。
【００８４】
いくつかの実施例において、燃焼排ガスを導入することは、燃焼排ガスとガス混合物とを混合することを含む。いくつかの実施例において、燃焼排ガスは、反応室入口のところで、又は反応室入口の近くでガス混合物と混合される。いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の内部温度が、燃料のフレームアウト温度に近づいているか、又は超えるかを判定するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の断熱温度が燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えたときに反応室内の内部温度を下げるステップも含む。いくつかの実施例において、内部温度を下げることは、反応室から熱を除去することを含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室内の酸素含有量を変更することによって反応室内のフレームアウト温度を変更するステップも含む。
【００８５】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、触媒なしで徐酸化プロセスを維持するように構成された、入口及び出口を有する、第１の反応室内において、酸化可能な燃料を含むガス混合物の入口温度が、反応室入口において、いつ燃料の自己発火温度に近づくか、又は自己発火温度より低い温度に下がるかを判定するステップと、入口温度が、燃料の自己発火温度に近づくか、又は自己発火温度より低い温度に下がると判定されたときに、反応室からの少なくとも部分的に酸化された生成ガスを含む、燃焼排ガスを入口のところで、又は入口の近くでガス混合物中に導入することによってガス混合物の入口温度を上昇させるステップとを含む。
【００８６】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、触媒なしで第１の反応室内の第１の燃料の徐酸化を維持するように構成された第１の反応室内で第１のガス混合物中の第１の燃料を徐酸化するステップと、第１の反応室内の第１の燃料の酸化からの加熱された生成ガスを含む、燃焼排ガスを第２の反応室内に導入するステップと、第２の反応室内に第２の燃料を導入するステップと、触媒なしで徐酸化プロセスにおいて第２の反応室内で第２の燃料を酸化するステップとを含み、第１の反応室の第１の内部温度は、第１の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持される。
【００８７】
いくつかの実施例において、この方法は、第２の反応室の第２の内部温度を第２の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するステップを含む。いくつかの実施例において、この方法は、第２の反応室内の断熱温度が第２の反応室内の第２の燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えたときに第２の反応室内の第２の内部温度を下げるステップも含む。いくつかの実施例において、第２の内部温度を下げることは、第２の反応室から熱を除去することを含む。いくつかの実施例において、第２の燃料のフレームアウト温度は、第１の燃料のフレームアウト温度より高い。いくつかの実施例において、この方法は、第１の反応室内の断熱温度が第１の反応室内の第１の燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えたときに第１の反応室内の第１の内部温度を下げるステップも含む。いくつかの実施例において、第１の内部温度を下げることは、第１の反応室から熱を除去することを含む。いくつかの実施例において、この方法は、第１の反応室入口におけるガス混合物の第１の入口温度を判定するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、第１の入口温度が第１の反応室内の第１の燃料の自己発火温度に近づくか、又はそれより低い温度に下がったときに第１の入口温度を高くして、第１の入口温度が自己発火温度より高い温度に維持されるようにするステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、第２の反応室入口における第２の入口温度を判定するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、第２の入口温度が第２の反応室内の第２の燃料の自己発火温度に近づくか、又はそれより低い温度に下がったときに第２の入口温度を高くして、第２の入口温度が自己発火温度より高い温度に維持されるようにするステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、第２の入口温度を高くすることは、第２の反応室入口のところで、又は第２の反応室入口の近くで第２の燃料と混合するように燃焼排ガスを導入することを含むステップを含む。
【００８８】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、触媒なしで第１の反応室内の第１の燃料の徐酸化を維持するように構成された第１の反応室内で第１のガス混合物中の第１の燃料を徐酸化するステップと、第１の反応室内の第１の燃料の酸化からの加熱された生成ガスを含む、燃焼排ガスを、触媒なしで徐酸化を維持するように構成されている第２の反応室内に導入するステップと、プロセッサによって、第２の反応室内の酸素含有量レベルを判定するステップと、第２の反応室内に第２の燃料を導入するステップと、触媒なしで徐酸化プロセスにおいて第２の反応室内で第２の燃料を酸化するステップとを含む。
【００８９】
いくつかの実施例において、第２の室内への燃焼排ガスの導入の第２の室内における量及び分配は、判定された酸素含有量レベルに基づく。いくつかの実施例において、第１の反応室内の第１の内部温度は、第１の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持される。いくつかの実施例において、この方法は、第２の反応室の第２の内部温度を第２の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、第２の反応室内の断熱温度が第２の反応室内の第２の燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えたときに第２の反応室内の第２の内部温度を下げるステップも含む。いくつかの実施例において、第２の内部温度を下げることは、第２の反応室から熱を除去することを含む。いくつかの実施例において、この方法は、第１の反応室内の断熱温度が第１の反応室内の第１の燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えたときに第１の反応室内の第１の内部温度を下げるステップも含む。いくつかの実施例において、第１の内部温度を下げることは、第１の反応室から熱を除去することを含む。いくつかの実施例において、この方法は、第１の反応室入口におけるガス混合物の第１の入口温度を判定するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、第１の入口温度が第１の反応室内の第１の燃料の自己発火温度に近づくか、又はそれより低い温度に下がったときに第１の入口温度を高くして、第１の入口温度が自己発火温度より高い温度に維持されるようにするステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、第２の反応室入口における第２の入口温度を判定するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、第２の入口温度が第２の反応室内の第２の燃料の自己発火温度に近づくか、又はそれより低い温度に下がったときに第２の入口温度を高くして、第２の入口温度が自己発火温度より高い温度に維持されるようにするステップも含む。いくつかの実施例において、第２の入口温度を高くすることは、第２の反応室入口のところで、又は第２の反応室入口の近くで第２の燃料と混合するように燃焼排ガスを導入することを含む。
【００９０】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、第１の入口及び第１の出口を備える第１の反応室であって、第１の酸化可能な燃料を含む第１のガスを受け入れるように構成され、第１の燃料の徐酸化プロセスを維持するように構成されている第１の反応室と、第２の入口及び第２の出口を備える第２の反応室であって、第２の酸化可能な燃料を含む第２のガスを受け入れるように構成され、第２の燃料の徐酸化プロセスを維持するように構成されている第２の反応室とを具備し、第１及び第２の反応室は、それぞれの反応室内の内部温度をそれぞれの燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成され、第２の反応室は、第１の反応室内の第１の燃料の酸化からの加熱された生成ガスを含む燃焼排ガスを第２の入口を通して第２の反応室内に受け入れるように構成される。
【００９１】
いくつかの実施例において、システムは、これらの反応室のうちの少なくとも１つの中に配設された熱交換媒体であって、反応室の内部温度を断熱フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成されている熱交換媒体を備える。いくつかの実施例において、第１及び第２の反応室のうちの少なくとも一方は、それぞれの反応室内の断熱温度がそれぞれの燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えたときにそれぞれの内部温度を下げるように構成される。いくつかの実施例において、第１及び第２の反応室のうちの少なくとも一方は、熱交換器によってそれぞれの反応室から熱を除去することによってそれぞれの内部温度を下げるように構成される。いくつかの実施例において、熱交換器は、それぞれの反応室内に導入される流体を備える。いくつかの実施例において、熱交換器は、それぞれの反応室から流体を排出するように構成される。いくつかの実施例において、熱交換器は、蒸気を発生するための手段を備える。
【００９２】
いくつかの実施例において、熱交換器は、それぞれの反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときにそれぞれの反応室から熱を奪うように構成される。いくつかの実施例において、第１の反応室は、第１の入口温度が、第１の入口において、第１の燃料の自己発火温度に近づくか、又は自己発火温度より低い温度に下がったときに第１の入口のところで第１のガスの温度を高くするように構成される。いくつかの実施例において、第２の反応室は、第２の入口温度が、第２の入口において、第２の燃料の自己発火温度に近づくか、又は自己発火温度より低い温度に下がったときに第２の入口のところで第２のガスの温度を高くするように構成される。
【００９３】
いくつかの実施例において、第２の反応室は、第２の入口のところの第２のガスの第２の入口温度が、第２の燃料の自己発火温度に近づくか、又は自己発火温度より低い温度に下がったときに燃焼排ガスを第２のガスと混合するように構成される。いくつかの実施例において、第２の反応室内の燃焼排ガスの分配は、第２の入口のところの第２のガスの第２の入口温度及び第２の反応室の内部温度のうちの少なくとも一方に基づく。いくつかの実施例において、システムは、これらの反応室のうちの少なくとも１つからガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンも備える。いくつかの実施例において、タービンは、第２の反応室からガスを受け入れる。いくつかの実施例において、圧縮機は、燃料混合物をこれらの反応室のうちの少なくとも１つの中に導入する前に燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮する。いくつかの実施例において、圧縮機は、第２のガスを第２の反応室内に導入する前に第２のガスを圧縮するように構成される。
【００９４】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、反応室内の徐酸化プロセスで酸化可能な燃料を含むガス混合物を受け入れて酸化するように構成された反応室を有する酸化装置と、酸化プロセスの進行中に流体を反応室内に導入するように構成された入口であって、流体は反応室の内部温度より低い入口温度となっており、流体が反応室内に導入されるときに加熱される入口と、反応室から加熱された流体を抽出するように構成された出口とを備え、反応室は、内部温度を、燃料の自己発火温度より高く、燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【００９５】
いくつかの実施例において、入口は、反応室内に液体を導入するように構成される。いくつかの実施例において、液体は、反応室内の１つ又は複数のコイルに通すことによって反応室内に導入される。いくつかの実施例において、コイルは、反応室と流体的に連通していない。いくつかの実施例において、液体は、液体を反応室内に注入することによって反応室内に導入され、これにより、液体は反応室内でガス混合物と混合する。いくつかの実施例において、入口は、反応室内に流体をガスとして導入するように構成される。いくつかの実施例において、ガスは、反応室内の１つ又は複数のコイルに通すことによって反応室内に導入される。いくつかの実施例において、コイルは、反応室内でガスとガス混合物との混合を許さない。いくつかの実施例において、ガスは、ガスを反応室内に注入することによって反応室内に導入され、これにより、ガスは反応室内でガス混合物と混合する。いくつかの実施例において、出口は、反応室から加熱された流体をガスとして抽出するように構成される。いくつかの実施例において、出口は、ガスを反応室内に向け直して、ガスが反応室内でガス混合物と混合するように構成される。いくつかの実施例において、反応室内の断熱反応温度は、フレームアウト温度に近づき、流体は、反応室内に導入される。いくつかの実施例において、入口温度は、燃料の自己発火温度より低い温度である。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００９６】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、酸化可能な燃料を含むガス混合物を、燃料を受け入れて反応室内の徐酸化プロセスで酸化するように構成された反応室を有する酸化装置に導くステップであって、反応室は内部温度を、燃料の自己発火温度より高く、燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成されるステップと、酸化プロセスの進行中に流体を反応室内に導入するステップであって、流体は反応室の内部温度より低い入口温度にあり、流体が反応室内に導入されるときに加熱されるようにする、ステップと、反応室から加熱された流体を抽出するステップとを含む。
【００９７】
いくつかの実施例において、流体は、反応室内に液体として導入される。いくつかの実施例において、液体は、反応室内の１つ又は複数のコイルに通すことによって反応室内に導入される。いくつかの実施例において、流体は、反応室内に注入され、これにより液体が反応室内でガス混合物と混合する。いくつかの実施例において、流体は、反応室内にガスとして導入される。いくつかの実施例において、ガスは、反応室内の１つ又は複数のコイルにガスを通すことによって反応室内に導入される。いくつかの実施例において、ガスはガスを反応室内に注入し、これによりガスが反応室内でガス混合物と混合する。いくつかの実施例において、加熱された流体は、反応室から加熱されたガスとして抽出される。いくつかの実施例において、この方法は、加熱されたガスを反応室内に向け直して、これにより加熱されたガスが反応室内でガス混合物と混合するようにするステップも含む。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【００９８】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された１つ又は複数の入口及び反応室から反応生成物を導くように構成された１つ又は複数の出口を有する反応室と、１つ又は複数の入口のところで、又は前で、少なくとも１つのガスのうちの１つ又は複数のガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを有する反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より高い温度に維持するように構成された加熱装置とを具備し、反応室は、混合物を酸化し、反応室内の断熱温度及び最高反応温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【００９９】
いくつかの実施例において、反応室は、単一の入口を備える。いくつかの実施例において、酸化装置は、混合物が入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、加熱装置は、１つ又は複数の入口のところで、又は前で反応生成物からの熱を混合物に伝達する熱交換器を備える。いくつかの実施例において、加熱装置は、１つ又は複数の入口のところで、又は前で酸化剤又は希釈剤のうちの少なくとも１つを燃料と混合するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室からの反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスの１つ又は複数が１つ又は複数の入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物が出口を通して反応室から導き出される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、入口のところで、又は入口の近くで混合物の流れ又は混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置も備える。
【０１００】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された入口及び反応室から反応生成物を導くように構成された出口を有する反応室と、入口のところで、又は前で、入ってくるガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを有する反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より高い温度に維持するための手段とを具備し、反応室は、混合物を酸化し、反応室内の断熱温度及び最高反応温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０１０１】
いくつかの実施例において、反応室は、複数の入口を備える。いくつかの実施例において、反応室は、複数の出口を備える。いくつかの実施例において、温度を上げるための手段は、入口のところで、又は前で反応生成物から熱を混合物に伝達する熱交換器を備える。いくつかの実施例において、温度を上げるための手段は、入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室からの反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、混合物が入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物が出口を通して反応室から導き出される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、入口のところで、又は入口の近くで混合物の流れ又は混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置も備える。いくつかの実施例において、酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスの１つ又は複数が１つ又は複数の入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。
【０１０２】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された１つ又は複数の入口及び反応室から反応生成物を導くように構成された１つ又は複数の出口を有する反応室と、１つ又は複数の入口のところで、又は前で、少なくとも１つのガスのうちの１つ又は複数のガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを有する反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より高い温度に維持するように構成された加熱装置とを具備し、反応室は、混合物を酸化し、反応室内の断熱温度を混合物のフレームアウト温度より高い温度に、反応室内の最高反応温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０１０３】
いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室から熱を除去するように構成された冷却器を備える。いくつかの実施例において、冷却器は、蒸気を発生することによって反応室から熱を除去するように構成される。いくつかの実施例において、反応室は、単一の入口を備える。いくつかの実施例において、酸化装置は、混合物が単一の入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、加熱装置は、１つ又は複数の入口のところで、又は前で反応生成物からの熱を混合物に伝達する熱交換器を備える。いくつかの実施例において、加熱装置は、１つ又は複数の入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室からの反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物が出口を通して反応室から導き出される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスの１つ又は複数が１つ又は複数の入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、入口のところで、又は入口の近くで混合物の流れ又は混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置も備える。
【０１０４】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された入口及び反応室から反応生成物を導くように構成された出口を有する反応室と、複数の入口のところ、又は前の混合物の温度を混合物の自己発火温度より高い温度に維持するための手段と、入口のところで、又は前で、入ってくるガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを有する反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より高い温度に維持するための手段とを具備し、反応室は、混合物を酸化し、反応室内の断熱温度を混合物のフレームアウト温度より高い温度に、反応室内の最高反応温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０１０５】
いくつかの実施例において、反応室は、複数の入口を備える。いくつかの実施例において、反応室は、複数の出口を備える。いくつかの実施例において、温度を上げるための手段は、入口のところで、又は前で反応生成物から熱を混合物に伝達する熱交換器を備える。いくつかの実施例において、温度を上げるための手段は、入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室からの反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、混合物が入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物が出口を通して反応室から導き出される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、入口のところで、又は入口の近くで混合物の流れ又は混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置も備える。
【０１０６】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された１つ又は複数の入口及び反応室から反応生成物を導くように構成された１つ又は複数の出口を有する反応室と、１つ又は複数の入口のところで、又は前で、少なくとも１つのガスのうちの１つ又は複数のガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを有する反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より低い温度に維持するように構成された加熱装置とを具備し、反応室は、混合物を酸化し、反応室内の断熱温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に、反応室内の最高反応温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０１０７】
いくつかの実施例において、反応室は、単一の入口を備える。いくつかの実施例において、酸化装置は、混合物が１つ又は複数の入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスの１つ又は複数が１つ又は複数の入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、１つ又は複数の入口のところで、又は前で反応生成物からの熱を混合物に伝達する熱交換器も備える。いくつかの実施例において、加熱装置は、１つ又は複数の入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室からの反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物が出口を通して反応室から導き出される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、入口のところで、又は入口の近くで混合物の流れ又は混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置も備える。
【０１０８】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された入口及び反応室から反応生成物を導くように構成された出口を有する反応室と、入口のところで、又は前で、入ってくるガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを有する反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より低い温度に維持するための手段とを具備し、反応室は、混合物を酸化し、反応室内の断熱温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に、反応室内の最高反応温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０１０９】
いくつかの実施例において、反応室は、複数の入口を備える。いくつかの実施例において、反応室は、複数の出口を備える。いくつかの実施例において、温度を維持するための手段は、入口のところで、又は前で反応生成物から熱を混合物に伝達する熱交換器を備える。いくつかの実施例において、温度を維持するための手段は、入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して蒸気を発生するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室からの反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、混合物が入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物が出口を通して反応室から導き出される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、入口のところで、又は入口の近くで混合物の流れ又は混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置を備える。
【０１１０】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された１つ又は複数の入口及び反応室から反応生成物を導くように構成された１つ又は複数の出口を有する反応室と、１つ又は複数の入口のところで、又は前で、少なくとも１つのガスのうちの１つ又は複数のガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを有する反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より低い温度に維持するように構成された加熱装置とを具備し、反応室は、混合物を酸化し、反応室内の断熱温度を混合物のフレームアウト温度より高い温度に、反応室内の最高反応温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０１１１】
いくつかの実施例において、冷却器は、反応室から熱を除去するように構成される。いくつかの実施例において、冷却器は、蒸気を発生することによって反応室から熱を除去するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室内に熱を分配するように構成された反応室内の熱輸送器も備える。いくつかの実施例において、熱輸送器は、反応室内に多孔質媒体を備える。いくつかの実施例において、熱輸送器は、反応室内に流体媒体を備える。いくつかの実施例において、熱輸送器は、反応室を通って循環される媒体を備える。いくつかの実施例において、反応室は、単一の入口を備える。いくつかの実施例において、酸化装置は、１つ又は複数の入口のところで、又は前で反応生成物からの熱を混合物に伝達する熱交換器も備える。いくつかの実施例において、加熱装置は、１つ又は複数の入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室からの反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスの１つ又は複数が１つ又は複数の入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物が出口を通して反応室から導き出される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、入口のところで、又は入口の近くで混合物の流れ又は混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置も備える。
【０１１２】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを反応室内に導くように構成された入口及び反応室から反応生成物を導くように構成された出口を有する反応室と、入口のところで、又は前で、入ってくるガスの温度を燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスを有する反応室内で結果として得られる混合物の自己発火温度より低い温度に維持するための加熱装置とを具備し、反応室は、混合物を酸化し、反応室内の断熱温度を混合物のフレームアウト温度より高い温度に、反応室内の最高反応温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０１１３】
いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室からの熱を除去するための手段を備える。いくつかの実施例において、熱を除去するための手段は、蒸気を発生することによって反応室から熱を除去するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室内で熱を分配するための手段も備える。いくつかの実施例において、熱を分配するための手段は、反応室内に多孔質媒体を備える。いくつかの実施例において、熱を分配するための手段は、反応室内に流体媒体を備える。いくつかの実施例において、熱を分配するための手段は、反応室を通って循環される媒体を備える。いくつかの実施例において、反応室は、複数の入口を備える。いくつかの実施例において、反応室は、複数の出口を備える。いくつかの実施例において、加熱装置は、入口のところで、又は前で反応生成物からの熱を混合物に伝達する熱交換器を備える。いくつかの実施例において、加熱装置は、入口のところで、又は前で希釈剤を燃料と混合するように構成される。
【０１１４】
いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して発電のためジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応室からの反応生成物を膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンによってジェネレータを駆動するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物からの熱を使用して酸化装置を通らない材料を加熱するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、燃料、酸化剤、又は希釈剤のうちの少なくとも１つのガスの１つ又は複数が入口を通して反応室内に導入される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、反応生成物が出口を通して反応室から導き出される流速を変更するように構成される。いくつかの実施例において、酸化装置は、入口のところで、又は入口の近くで混合物の流れ又は混合物の圧力のうちの少なくとも一方を変えるように構成された調節装置も備える。
【０１１５】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、第１の入口及び第１の出口を有する第１の反応室であって、第１の入口を通して酸化可能な燃料を含む第１のガスを受け入れるように構成され、第１のガスの徐酸化を維持し、第１の出口を通して燃焼排ガスを伝えるように構成されている第１の反応室と、第２の入口及び第２の出口を有する、第１の反応室とは別の、第２の反応室であって、第２の入口を通して酸化可能な燃料を含む第２のガスと燃焼排ガスとを受け入れるように構成され、第２のガスの徐酸化を維持するように構成されている第２の反応室とを具備し、燃焼排ガスは第１の出口から第２の入口へ、第２の反応室内の内部温度が第２のガスの自己発火温度より高い温度になるまで伝えられる。
【０１１６】
いくつかの実施例において、燃焼排ガスは、内部温度が自己発火温度より高い温度になった後は、第１の出口から第２の入口へ伝えられることはない。いくつかの実施例において、第１又は第２の反応室のうちの少なくとも一方は、それぞれの反応室内の内部温度がそれぞれの燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えたときにそれぞれの内部温度を下げるように構成される。いくつかの実施例において、第１又は第２の反応室のうちの少なくとも一方は、それぞれの反応室から熱を除去することによってそれぞれの内部温度を下げるように構成される。いくつかの実施例において、第１又は第２の反応室のうちの少なくとも一方は、熱交換器によって熱を除去するように構成される。いくつかの実施例において、熱交換器は、それぞれの反応室内に導入される流体を備える。いくつかの実施例において、熱交換器は、それぞれの反応室から流体を排出するように構成される。いくつかの実施例において、熱交換器は、蒸気を発生するための手段を備える。いくつかの実施例において、熱交換器は、それぞれの反応室内の温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときにそれぞれの反応室から熱を奪うように構成される。いくつかの実施例において、第２の反応室は、第２の入口のところの第２のガスの温度が、第２の燃料の自己発火温度に近づくか、又は自己発火温度より低い温度に下がったときに燃焼排ガスを第２のガスと混合するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、これらの反応室のうちの少なくとも１つからガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンも備える。いくつかの実施例において、タービンは、第２の反応室からガスを受け入れて膨脹させる。いくつかの実施例において、システムは、ガスをこれらの反応室のうちの少なくとも１つの中に導入する前に、ガスを受け入れて圧縮する圧縮機も備える。いくつかの実施例において、圧縮機は、第２のガスを第２の反応室内に導入する前に第２のガスを圧縮するように構成される。
【０１１７】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、出口を有する第１の反応室であって、酸化可能な燃料を含む第１のガスの徐酸化を維持し、第１の出口を通して反応生成物を伝えるように構成される第１の反応室と、酸化可能な燃料を含む第２のガス、及び反応生成物を受け入れるように構成されている入口を有する、第１の反応室とは別の、第２の反応室であって、第２の反応室内の内部温度が第２のガスの自己発火温度より低い温度である間に第２のガスの徐酸化を維持し、入口を通して第１の反応室から反応生成物を受け入れるように構成されている第２の反応室とを備える。
【０１１８】
いくつかの実施例において、反応生成物は、内部温度が自己発火温度より高い温度になった後は、第１の反応室から第２の反応室へ伝えられることはない。いくつかの実施例において、第１又は第２の反応室のうちの少なくとも一方は、それぞれの反応室内の内部温度がそれぞれの燃料のフレームアウト温度に近づくか、又は超えたときにそれぞれの内部温度を下げるように構成される。いくつかの実施例において、第１又は第２の反応室のうちの少なくとも一方は、それぞれの反応室から熱を除去することによってそれぞれの内部温度を下げるように構成される。いくつかの実施例において、第２の反応室は、入口のところの第２のガスの温度が、第２の燃料の自己発火温度に近づくか、又は自己発火温度より低い温度に下がったときに反応生成物を第２のガスと混合するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、これらの反応室のうちの少なくとも１つからガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンも備える。いくつかの実施例において、タービンは、第２の反応室からガスを受け入れて膨脹させる。いくつかの実施例において、システムは、ガスをこれらの反応室のうちの少なくとも１つの中に導入する前に、ガスを受け入れて圧縮する圧縮機も備える。いくつかの実施例において、圧縮機は、第２のガスを第２の反応室内に導入する前に第２のガスを圧縮するように構成される。
【０１１９】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室は入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、ガスの反応室温度がいつ反応室内のガスの自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がり、それにより反応室が燃料を酸化しないようになるかを検出する検出モジュールと、検出モジュールに基づき、反応室内のガスの滞留時間及び反応室内にある間にガスが自己発火し酸化するのに十分な反応室内の自己発火遅延時間のうちの少なくとも一方を変更する命令を出力する補正モジュールとを備える。
【０１２０】
いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室を通るガスの流れを変えることによって反応室内のガスの滞留時間を変更するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室を通るガスの流れを減少させることによって反応室内のガスの滞留時間を延長するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室の出口から入口までガスの流れを再循環させることによって反応室内のガスの滞留時間を延長するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室内のガス温度を変更することによって反応室内の自己発火遅延時間を変更するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、加熱装置により反応室内のガス温度を高くすることによって反応室内の自己発火遅延時間を短縮するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、生成ガスを出口から入口に循環させることによって反応室内の自己発火遅延時間を短縮するように構成される。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしでフレームアウト温度より低い温度で酸化可能な燃料の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンも備える。いくつかの実施例において、システムは、燃料混合物を反応室内に導入する前に、燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮する圧縮機も備える。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【０１２１】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室は入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、ガスの反応室温度がいつ反応室内のガスの自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がり、それにより反応室が燃料を酸化しないようになるかを検出する検出モジュールと、プロセッサを使用し、検出モジュールに基づき、反応室内のガスの滞留時間及び反応室内にある間にガスが自己発火し酸化するのに十分な反応室内の自己発火遅延時間のうちの少なくとも一方への変更を決定するように構成された補正モジュールとを備え、酸化装置は、滞留時間及び自己発火遅延時間のうちの少なくとも一方への変更に基づき、ガスが反応室内にある間にガスを酸化するように構成される。
【０１２２】
いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室を通るガスの流れを変えることによって反応室内のガスの滞留時間を変更するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室を通るガスの流れを減少させることによって反応室内のガスの滞留時間を延長するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室の出口から入口までガスの流れを再循環させることによって反応室内のガスの滞留時間を延長するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、反応室内のガス温度を変更することによって反応室内の自己発火遅延時間を変更するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、加熱装置により反応室内のガス温度を高くすることによって反応室内の自己発火遅延時間を短縮するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、生成ガスを出口から入口に循環させることによって反応室内の自己発火遅延時間を短縮するように構成される。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしでフレームアウト温度より低い温度で酸化可能な燃料の酸化を維持するように構成される。
【０１２３】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するためのシステムは、入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、反応室は入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、酸化プロセスを維持するように構成されている、酸化装置と、反応室温度の検出に基づき、反応室内のガスの滞留時間及び反応室内の反応温度のうちの少なくとも一方を高くして、反応室内にある間に燃料が酸化するようにする命令を出力するモジュールとを備える。
【０１２４】
いくつかの実施例において、このモジュールは、反応室を通るガスの流れを変えることによって反応室内のガスの滞留時間を変更するように構成される。いくつかの実施例において、このモジュールは、反応室を通るガスの流れを減少させることによって反応室内のガスの滞留時間を延長するように構成される。いくつかの実施例において、このモジュールは、反応室の出口から入口までガスの流れを再循環させることによって反応室内のガスの滞留時間を延長するように構成される。いくつかの実施例において、このモジュールは、加熱装置により反応室内のガス温度を高くすることによって反応室内の自己発火遅延時間を短縮するように構成される。いくつかの実施例において、補正モジュールは、生成ガスを出口から入口に循環させることによって反応室内の自己発火遅延時間を短縮するように構成される。
【０１２５】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、入口及び出口を有し酸化プロセスを維持するように構成されている反応室内に酸化可能な燃料を含むガスを受け入れる酸化システムにおいて、いつガスの反応室温度が反応室が単独では燃料の酸化を支えなくなるようなレベルに近づくか、又はそのレベルより低くなるかを検出するステップと、検出モジュールに基づき、反応室内のガスの滞留時間及び反応室内にある間にガスが自己発火し酸化するのに十分な反応室内の自己発火遅延時間のうちの少なくとも一方を変更するステップとを含む。
【０１２６】
いくつかの実施例において、ガスの滞留時間は、反応室を通るガスの流れを変えることによって反応室内で変更される。いくつかの実施例において、ガスの滞留時間は、反応室を通るガスの流れを減少させることによって反応室内で変更される。いくつかの実施例において、ガスの滞留時間は、反応室の出口から入口までガスの流れを再循環させることによって反応室内で変更される。いくつかの実施例において、反応室内の自己発火遅延時間は、反応室内のガス温度を変更することによって変更される。いくつかの実施例において、自己発火遅延時間は、加熱装置により反応室内のガス温度を高くすることによって反応室内で短縮される。いくつかの実施例において、自己発火遅延時間は、出口から入口に生成ガスを循環させることによって短縮される。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしでフレームアウト温度より低い温度で酸化可能な燃料の酸化を維持する。いくつかの実施例において、この方法は、タービン又はピストン・エンジン内の反応室から生成ガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、ガスを反応室内に導入する前にガスを圧縮するステップも含む。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【０１２７】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、入口及び出口を有し酸化プロセスを維持するように構成されている反応室内に酸化可能な燃料を含むガスを受け入れる酸化システムにおいて、いつガスの反応室温度が反応室が単独では燃料の徐酸化を支えなくなるようなレベルに近づくか、又はそのレベルより低くなるかを検出するステップと、検出モジュールに基づき、反応室内にある間にガスが自己発火し酸化するのに十分な反応室内の自己発火遅延時間を変更するステップとを含む。
【０１２８】
いくつかの実施例において、自己発火遅延時間を変更することは、追加の熱を反応室内に導入して、内部反応室温度を燃料の酸化を維持するレベルに上昇させることを含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室を通るガスの流れを変えることによって反応室内のガスの滞留時間を変更するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室を通るガスの流れを減少させることによって反応室内のガスの滞留時間を変更するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室の出口から入口までガスの流れを再循環させることによって反応室内のガスの滞留時間を変更するステップも含む。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしでフレームアウト温度より低い温度で酸化可能な燃料の酸化を維持する。いくつかの実施例において、この方法は、タービン又はピストン・エンジン内の反応室から生成ガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【０１２９】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化するための方法は、ガスの反応室温度が反応室単独では燃料の酸化を支えないような温度レベルに近づくか、又はその温度レベルより低いときに熱源を反応室内に導入し、それによって内部反応室温度を燃料の酸化を維持するレベルまで高めることによって酸化可能な燃料の酸化を維持するステップを含む。
【０１３０】
いくつかの実施例において、内部温度を高くすることで、自己発火遅延時間を短縮する。いくつかの実施例において、この方法は、反応室を通るガスの流れを変えることによって反応室内のガスの滞留時間を変更するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室を通るガスの流れを減少させることによって反応室内のガスの滞留時間を変更するステップも含む。いくつかの実施例において、この方法は、反応室の出口から入口までガスの流れを再循環させることによって反応室内のガスの滞留時間を変更するステップも含む。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしでフレームアウト温度より低い温度で酸化可能な燃料の酸化を維持する。いくつかの実施例において、この方法は、タービン又はピストン・エンジン内の反応室から生成ガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【０１３１】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている燃料を酸化する方法は、低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料を有するガスを、高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料を含むガス、酸化剤を含むガス、及び希釈剤を含むガスの群のうちの１つ又は複数と混合してガス混合物を形成するステップであって、ガスのすべてが混合されるガスのいずれの自己発火温度よりも低い温度にあるステップと、ガス混合物の温度をガス混合物の少なくとも自己発火温度まで上昇させてガス混合物が自己発火するのを可能にするステップと、ガス混合物の温度を、自己発火するガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するステップとを含む。
【０１３２】
いくつかの実施例において、ガス混合物は、熱交換器によって少なくとも自己発火温度に高められる。いくつかの実施例において、熱交換器は、触媒なしでガス混合物の酸化を維持する反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、ガス混合物は、触媒なしでガス混合物の酸化を維持する反応室内で少なくとも自己発火温度に高められる。いくつかの実施例において、反応室は、ガス混合物のフレームアウト温度より低い温度で混合物の酸化を維持する。いくつかの実施例において、この方法は、反応室からガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンによりガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、ガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【０１３３】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている酸化の方法は、酸化剤を含むガスを、決定された範囲の低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料及び高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料と混合された酸化剤とともにガスを含む第１のガス混合物の少なくとも自己発火温度まで加熱するステップと、加熱した後に、ＬＥＣ燃料ガス及びＨＥＣ燃料の第２のガス混合物を注入するステップであって、ＬＥＣとＨＥＣガスとの比及び注入速度は、酸化剤を含む加熱されたガス中に注入されたときに実質的に同じ第１のガス混合物比をもたらすように選択される、ステップと、注入された第２のガスを酸化剤を含む加熱されたガスと、第２のガス混合物に対する発火遅延時間より短い時間で実質的に均質な第１のガス混合物を生成する速度で混合し、第１のガス混合物が自己発火することを可能にするステップと、第１のガス混合物の温度を、自己発火する第１のガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するステップとを含む。
【０１３４】
いくつかの実施例において、第１のガス混合物は、熱交換器によって少なくとも自己発火温度に高められる。いくつかの実施例において、熱交換器は、触媒なしで第１のガス混合物の酸化を維持する反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、第１のガス混合物は、触媒なしでガス混合物の酸化を維持する反応室内で少なくとも自己発火温度に高められる。いくつかの実施例において、反応室は、ガス混合物のフレームアウト温度より低い温度で第２のガス混合物の酸化を維持する。いくつかの実施例において、この方法は、反応室からガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンによりガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、第１のガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施例において、
【０１３５】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている酸化の方法は、室入口を介して、反応室内に受け入れるステップであって、入口は低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤含有（ＯＣ：ｏｘｉｄａｎｔ−ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ：ｄｉｌｕｅｎｔ−ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）ガスの群のうちの少なくとも１つとの混合物を有するガスを受け付けるように構成され、ガス混合物はガス混合物の自己発火温度より低い温度にあるステップと、反応室内に配設されている熱交換媒体によって反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持し、熱交換媒体を通じて熱を伝達することによって燃料の反応室入口温度を燃料の自己発火温度より高い温度になるように維持し、ガス混合物がガス混合物の自己発火温度より高い温度に達するまで入口に入るガスをガス混合物の自己発火温度より高い温度の媒体を通る第１の経路に導いて通すステップと、ガスを媒体を通る第２の経路に通して室出口に導くステップであって、第２の経路は一般的に第１の流路の反対側にあるステップとを含む。
【０１３６】
いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしでガス混合物の酸化を維持する。いくつかの実施例において、反応室は、反応室の外で熱交換媒体を循環させることによってガス混合物のフレームアウト温度より低い温度で混合物の酸化を維持する。いくつかの実施例において、この方法は、反応室出口からガスを受け入れるタービン又はピストン・エンジンによりガスを膨脹させるステップも含む。いくつかの実施例において、ガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【０１３７】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている酸化装置は、入口及び出口を有する反応室であって、入口は低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとの混合物を有するガスを受け付けるように構成され、ガス混合物はガス混合物の自己発火温度より低い温度にある、反応室と、反応室内に配設された熱交換媒体であって、反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持し、燃料の反応室入口温度を燃料の自己発火温度より高い温度に維持するように構成された熱交換媒体と、入口から出口への室を通る少なくとも１つの流路であって、ガス混合物がガス混合物の自己発火温度より高い温度に達するまで入口に入るガスをガス混合物の自己発火温度より高い温度の媒体を通る第１の経路に導いて通すように構成され、そして、酸化するガス混合物を媒体を通る第２の経路に通して出口に導くようにさらに構成される、第２の経路が一般的に第１の流路の反対側にある、流路とを備える。
【０１３８】
いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしで第１及び第２の流路のうちの少なくとも一方に沿ってガス混合物の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、反応室は、反応室の外で熱交換媒体を循環させることによってガス混合物のフレームアウト温度より低い温度で混合物の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室出口からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンのうちの少なくとも一方も備える。いくつかの実施例において、ガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【０１３９】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている酸化装置は、入口及び出口を有する反応室であって、入口は低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとの混合物を有するガスを受け付けるように構成され、ガス混合物はガス混合物の自己発火温度より低い温度にある、反応室と、ガス混合物の温度をガス混合物の少なくとも自己発火温度に高め、それによってガス混合物が自己発火できるようにし、ガス混合物の温度を、自己発火したガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成された温度制御装置とを備える。
【０１４０】
いくつかの実施例において、温度制御装置は、混合物の温度を少なくとも自己発火温度まで上昇させるように構成された熱交換器を備える。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、熱交換器は、混合物が反応室内に入った後に混合物を自己発火温度より高い温度に加熱するように構成される。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしでガス混合物のフレームアウト温度より低い温度で混合物の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるタービン又はピストン・エンジンのうちの少なくとも一方も備える。いくつかの実施例において、ガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【０１４１】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている酸化装置は、入口及び出口を有する反応室であって、入口は低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとの混合物を有するガスを受け付けるように構成され、ガス混合物はガス混合物の自己発火温度より低い温度にある、反応室と、ガスを、決定された範囲の低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料及び高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料と混合された酸化剤とともにガスを含む第１のガス混合物の少なくとも自己発火温度まで加熱するように構成される温度制御装置と、第１のガスが第１のガス混合物の少なくとも自己発火温度まで加熱された後に、ＬＥＣ燃料ガスとＨＥＣ燃料との第２のガス混合物を注入するように構成されたインジェクタであって、一定の比のＬＥＣ及びＨＥＣガスを、ガスが反応室内に注入されたときに第１のガス混合物と実質的に同じ比のＬＥＣ及びＨＥＣガスを生成するように選択された注入速度で注入する、インジェクタとを備え、反応室は、注入された第２のガスを酸化剤を含む加熱されたガスと、第２のガス混合物に対する発火遅延時間より短い時間で実質的に均質な第１のガス混合物を生成する速度で混合し、第１のガス混合物が自己発火することを可能にし、第１のガス混合物の温度を自己発火した第１のガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０１４２】
いくつかの実施例において、温度制御装置は、混合物の温度を少なくとも自己発火温度まで上昇させるように構成された熱交換器を備える。いくつかの実施例において、熱交換器は、反応室内に位置決めされる。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしで反応室内の第１のガス混合物の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしでガス混合物のフレームアウト温度より低い温度で第２のガス混合物の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンのうちの少なくとも一方も備える。いくつかの実施例において、第１のガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【０１４３】
これらの概念の１つ又は複数の実施例の詳細は、付属の図面及び以下の説明で述べられる。これらの概念の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面、さらに請求項から明白になるであろう。本明細書で説明されているように、上で参照されているか、又は下で説明されているさまざまな実施例は、本明細書で説明されているか、又は示唆されている他の実施例と一緒に、また併せて使用され得る。異なる実施例の別の説明は、そうでないと明確に説明されていない限り、１つの部分、図、セクション、若しくはパラグラフで説明されている実施例が他のところで説明されている他の実施例と組み合わせることができるので、実施例が異なること、又は組み合わせることができないことを意味するものと解釈されるべきでない。
【０１４４】
さらなる理解のために含まれ、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部をなす、添付図面は、開示されている実施例を示し、説明と併せて開示されている実施例の原理を説明するために役立つ。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１−１Ａ】ＶＯＣを含む廃棄物流の処分のための従来の燃焼又は補助燃焼酸化装置システムの概略図である。
【図１−１Ｂ】従来の触媒酸化装置システムの概略図である。
【図１−１Ｃ】復熱装置を備える従来の酸化装置システムの概略図である。
【図１−１Ｄ】従来の再生式酸化装置システムの概略図である。
【図１−２Ａ】空気メタン混合物の点火エネルギーの図である。
【図１−２Ｂ】さまざまな燃焼及び酸化プロセスの反応温度の図である。
【図１−３】本開示のいくつかの態様による予混合された空気燃料混合物の徐酸化の図である。
【図１−４Ａ】本開示のいくつかの態様による予熱された空気中に注入されたときの燃料混合物の徐酸化の図である。
【図１−４Ｂ】本開示のいくつかの態様による外部流体を加熱するために使用される徐酸化プロセスの図である。
【図１−４Ｃ】本開示のいくつかの態様による多段階徐酸化プロセスの図である。
【図１−５】本開示のいくつかの態様による予混合された空気燃料混合物の実例としての徐酸化プロセスのフロー図である。
【図１−６】本開示のいくつかの態様による予熱された空気中に注入される燃料混合物の実例としての徐酸化プロセスのフロー図である。
【図１−７】本開示のいくつかの態様による例示的な予混合酸化システムの概略図である。
【図１−８】本開示のいくつかの態様による例示的な注入徐酸化システムの概略図である。
【図１−９】本開示のいくつかの態様による例示的なタービン駆動発電システムの概略図である。
【図１−１０】本開示のいくつかの態様による別のタービン駆動発電システムの概略図である。
【図１−１１】本開示のいくつかの態様による直接燃料又は空気燃料混合物との例示的なＧＯ反応室の破断図である。
【図１−１２】本開示のいくつかの態様によるスパージャーを有する徐酸化システムを通る流れを示す概略図である。
【図１−１３】本開示のいくつかの態様による多段階ＧＯ反応室の概略図である。
【図１−１４】本開示のいくつかの態様による流動床ＧＯ反応室の概略図である。
【図１−１５Ａ】本開示のいくつかの態様による再循環床ＧＯ反応室の概略図である。
【図１−１５Ｂ】本開示のいくつかの態様による別の再循環床ＧＯ反応室の概略図である。
【図１−１６】本開示のいくつかの態様による燃焼排ガス再循環のあるＧＯ反応室の概略図である。
【図１−１７Ａ】本開示のいくつかの態様による構造化された反応要素を備えるＧＯ反応室を示す図である。
【図１−１７Ｂ】本開示のいくつかの態様による構造化された反応要素を備えるＧＯ反応室を示す図である。
【図２−１】本開示のいくつかの態様による工業プロセスにプロセス加熱を付与するために熱交換器に結合されている酸化装置の概略図である。
【図２−２】本開示のいくつかの態様によるプロセス材料を加熱するために加熱室に結合されている酸化装置の概略図である。
【図２−３】本開示のいくつかの態様によるプロセス・ガスが通る内部熱交換器を備える酸化装置の概略図である。
【図２−４】本開示のいくつかの態様によるプロセス・ガスが通る複数の内部熱交換器を備える酸化装置の別の実施例の概略図である。
【図２−５】本開示のいくつかの態様によるプロセス材料のバッチが加熱される隣接反応ゾーンを有する複数の徐酸化ゾーンを備える酸化装置の概略図である。
【図２−６】本開示のいくつかの態様によるプロセス材料の連続流が加熱される隣接反応ゾーンを有する複数の徐酸化ゾーンを備える酸化装置の概略図である。
【図２−７Ａ】本開示のいくつかの態様による酸化装置要素の例示的な設計詳細を示す斜視図である。
【図２−７Ｂ】本開示のいくつかの態様による酸化装置要素の例示的な設計詳細を示す断面図である。
【図２−８】本開示のいくつかの態様による図２−７Ａ及び２−７Ｂの酸化装置による温度のグラフである。
【図２−９】本開示のいくつかの態様による図２−７Ａ及び２−７Ｂの酸化装置要素を使用する酸化装置の組み立てを示す斜視図である。
【図３−１】本開示のいくつかの態様による例示的なシュネーペル・サイクル発電システム（Schnepel cycle power generation system）の概略図である。
【図３−２】本開示のいくつかの態様による図３−１の発電システムの概念図である。
【図３−３】本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システムの追加の実施例の概略図である。
【図３−４】本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システムの追加の実施例の概略図である。
【図３−５】本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システムの追加の実施例の概略図である。
【図３−６】本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システムの追加の実施例の概略図である。
【図３−７】本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システムの追加の実施例の概略図である。
【図３−８】本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システムの追加の実施例の概略図である。
【図３−９】本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システムの追加の実施例の概略図である。
【図３−１０】本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システムの追加の実施例の概略図である。
【図４−１】本開示の特定の態様による三段階徐酸化装置流体加熱装置システムの図である。
【図４−２】本開示の特定の態様による三段階徐酸化装置流体加熱装置システムの別の実施例の図である。
【図４−３】本開示の特定の態様による一段階復熱流体加熱システムの別の実施例の図である。
【図４−４】本開示の特定の態様による二段階水管型の水蒸気発生システムの別の実施例の図である。
【図４−５】本開示の特定の態様による二段階煙管型の流体加熱システムの別の実施例の図である。
【図４−６】本開示のいくつかの態様によるスパージャーを有する、蒸気を発生する、徐酸化システムを通る流れを示す概略図である。
【図５−１】本開示のいくつかの態様による蒸気発生及び追加の燃料注入の機能を組み込んだ例示的な徐酸化システムの概略図である。
【図５−２】本開示のいくつかの態様による蒸気発生及びコージェネレーションの機能を組み込んだ例示的な徐酸化システムの概略図である。
【図５−３】本開示のいくつかの態様による中間冷却機能を備える二重圧縮機を組み込んだ例示的な徐酸化システムの概略図である。
【図５−４】本開示のいくつかの態様による始動徐酸化装置を組み込んだ例示的な徐酸化システムの概略図である。
【図５−５】本開示のいくつかの態様による注水の複数のポイントを組み込んだ例示的な徐酸化システムの概略図である。
【図５−６】さまざまなシステムの排気の典型的なガス含有量の図である。
【発明を実施するための形態】
【０１４６】
以下の説明において、酸化可能な燃料を含むガスを酸化するためのシステムの実施例を開示する。いくつかの実施例において、システムは、酸化装置内の温度をフレームアウト温度より低い温度に維持しながら燃料を徐酸化し、望ましくない汚染物質、例えば、窒素酸化物（ＮＯｘ）及び一酸化炭素（ＣＯ）の形成が著しく制限されるように動作可能である酸化装置を備える。燃料は、望ましくは、燃料の自己発火温度、又は自己発火温度に近い温度の酸化装置内に入る。システムは、持続可能な徐酸化プロセスにおいてメタン含有量５％未満などの低エネルギー含量の燃料を利用してジェネレータをさらに駆動するタービンを駆動し、さらにはシステム内の圧縮機を駆動するように特に適合されている。
【０１４７】
以下の詳細な説明では、本開示を理解できるように、多数の具体的詳細が述べられている。しかし、当業者にとって、本開示の実施例が具体的詳細の一部がなくても実施され得ることは明らかであろう。他の場合には、よく知られている構造及び技術は、本開示をわかりにくくしないために詳しくは示されていない。
【０１４８】
本明細書で開示されている方法及びシステムのいくつかの実施例は、メタン含有ガスなどの低エネルギー含量流体を一次燃料として、また天然ガス又は市販のプロパンなどの高エネルギー含量流体を補助燃料として使用してジェネレータを駆動するタービン・システムに関して提示されている。本開示に何が記載されていようと、そのようなものとして特に主張されていない限り、本明細書で開示されている方法又はシステムを特定の一次若しくは補助燃料又はこの特定の構成のタービン・システムに適用することを制限するものと解釈されるべきではない。当業者に知られているタービン圧縮機システムの他の構成も使用することができ、本明細書で開示されているコンポーネント及び原理がこれらの他のシステムに適用することができる。
【０１４９】
本明細書で開示されている方法及びシステムのいくつかの実施例は、ジェネレータを駆動する往復運動ピストン・システムに結合された酸化装置に関して提示されている。本開示に何が記載されていようと、そのようなものとして特に主張されていない限り、その動作期間の一部における補助燃料の使用などの、タービン・システムに関する本明細書で開示されている方法又はシステムの適用を、往復運動ピストン・システム又は往復運動ピストンとタービン・システムとの組み合わせへの適用から制限するものとして解釈されるべきでない。
【０１５０】
本明細書で開示されている方法及びシステムのいくつかの実施例は、材料処理機能と個別に又は一体化してＧＯプロセスを利用する一体化されたプロセス機器に関して提示されている。本開示に何が記載されていようと、そのようなものとして特に主張されていない限り、その動作期間の一部における補助燃料の使用などの、タービン・システム又は往復運動ピストン・システムに関する本明細書で開示されている方法又はシステムの適用を、一体化されたプロセス機器又は往復運動ピストン・システム、タービン・システム、及び一体化されたプロセス機器うちの１つ又は複数の組み合わせへの適用から制限するものとして解釈されるべきでない。
【０１５１】
本明細書の中で、「ＮＯｘ」という用語は、一酸化窒素及び二酸化窒素（ＮＯ及びＮＯ２）を含む窒素酸化物の一群を指す。ＮＯｘを形成する一般に認められているプロセスは少なくとも３つある。「熱ＮＯｘ」は、燃焼用空気内に存在する酸素及び窒素が燃焼ゾーンの高温領域内で解離し、その後、反応して窒素酸化物を形成するときに形成される。「プロンプトＮＯｘ」は、燃料断片が窒素分子を攻撃して、その後酸化されてＮＯｘを形成するＨＣＮ及びＮなどの生成物を形成するときに火炎前面の近くに形成される。「フューエルＮＯｘ」は、窒素を含む燃料が燃焼するときに窒素を含む燃料化合物、例えば、アミン及びシアノ種によって形成される。二原子窒素（Ｎ２）は、フューエルＮＯｘを発生する燃料結合窒素とは考えられない。
【０１５２】
本明細書の中で、「可燃性」という用語は、物質と酸素とが相対量の定義済み範囲内で存在するときに物質が自己持続発熱反応又は自己伝搬発熱反応で酸素と結合する場合の物質の特性を指す。これは、発熱反応を開始するために、火花又は火炎などの開始事象を必要とすることがある。
【０１５３】
本明細書の中で、ときには「爆発下限」とも称される「可燃下限」（ＬＦＬ）及びときには「過濃可燃限界」又は「爆発上限」とも称される「可燃上限」（ＵＦＬ）は、火炎が存在し得る体積燃料濃度を指す。ＬＦＬより低いか、又はＵＦＬより高い濃度は、炎色反応を持続又は伝搬させない。
【０１５４】
本明細書の中で、「低エネルギー含量燃料」（ＬＥＣ燃料）という用語は、可燃性ガスを二次成分として、不活性ガスを一次成分として含むガスを指す。ＬＥＣ燃料の非限定的な実例は、埋立地又は他の廃棄物処理場から放出されるメタン含有ガスである。例えば、ＬＥＣメタン・ガスは、典型的には、約３０％未満のメタンを含むが、１〜５％と低い割合のメタンを含み得る。
【０１５５】
本明細書の中で、「高エネルギー含量燃料」（ＨＥＣ燃料）という用語は、可燃性ガスを一次成分として含むガスを指す。ＨＥＣ燃料は、一次成分と自然に混合されるか、不活性であるか、又は経済的に取り除けない二次成分を含み得る。ＨＥＣ燃料の非限定的な実例は、「市販のプロパン」であり、その組成は、局所的に変化するが、一般的には、８５％を超えるプロパン（Ｃ３Ｈ８）を含み、最大１０％までのプロピレン、最大１０％までのエタン（Ｃ２Ｈ８）、最大２．５％までのブタン（Ｃ４Ｈ１０）、及びより重い炭化水素を許容し、〜０．０１％の着臭剤、通常はエチルメルカプタンを含み得る。ＨＥＣ燃料の第２の非限定的な実例は、「天然ガス」であり、典型的な未精製組成物は、７０％と少ないメタン及び組み合わせて２０％以上のエタン、プロパン、及びブタン、さらにはより少量の二酸化炭素（ＣＯ２）、酸素（Ｏ２）、窒素（Ｎ２）、及び硫化水素（Ｈ２Ｓ）を含み得る。第３の非限定的な実例は、約５０％を超えるメタンをバランスＣＯ２、Ｎ２、及びわずかのＯ２とともに含む埋立地ガスである。
【０１５６】
本明細書の中で、「酸化剤」という用語は、可燃性燃料の燃焼又は酸化を支えるのに十分な酸素を含むガスを指す。酸化剤の非限定的な実例は、外気である。
【０１５７】
本明細書の中で、「希釈剤」という用語は、一般的に不活性のガスを指す。希釈剤の非限定的な実例は、市販のＣＯ２、Ｎ２、及びＨ２Ｏである。希釈剤は、酸化生成物又は燃料反応物中に存在し得る。
【０１５８】
本明細書の中で、「一般的に不活性の」という言い回しは、発火源を備えているときに酸素又は燃料のいずれかと混合された場合に燃焼又は酸化を支えるのに十分な可燃性物質又は酸素を含まない物質又は混合物を指すために使用される。
【０１５９】
本明細書の中で、「可燃濃度」という用語は、混合物中に存在する可燃性物質の量を指し、濃度は通常は混合物中の可燃性物質と全ガスとの比に関して表される。
【０１６０】
本明細書の中で、「徐酸化」という用語は、プロセス全体において物質が決定された温度より低い温度を保っている間に発熱反応で物質が酸素と結合する場合のプロセスを指す。このような決定された温度の非限定的な実例は、１２６０℃（２３００°Ｆ）であり、この温度より低い温度に留まる酸化プロセスは、大気汚染の規制及び標準に関してＮＯｘの一般的に有意な量を形成しない。
【０１６１】
本明細書の中で、「空気燃料混合物」という用語は、燃焼可能燃料と酸化剤との混合物を指し、好ましくは、空気を含む気体混合物を指す。空気燃料混合物は、断りのない限り一般的に均質であると考えられる。いくつかの状況において、ＬＥＣ又はＨＥＣ燃料は、外気と混合されて空気燃料混合物を形成する。いくつかの状況において、ＬＥＣ燃料は、空気又は燃料をさらに追加することなく空気燃料混合物とみなされるべき十分な酸素及び燃料を含み得る。
【０１６２】
本明細書の中で、「自己発火」という用語は、可燃性物質及び酸化剤を含む混合物における酸化又は燃焼プロセスの自発的開始を指す。自己発火温度は、酸化又は燃焼プロセスが発火源の不在下で発生し、混合物の圧力、及び／又は混合物の酸素と燃料との濃度に依存し得る最低温度である。
【０１６３】
本明細書の中で、「自己発火遅延時間」という用語は、酸化し、発熱反応エネルギーの大半を解放する、自己発火温度より高い温度における、混合物に対する時間の長さを指す。例えば、メタンは、約５３７．７８℃（１０００°Ｆ）の自己発火温度を有する。メタンと空気との混合物が５３７．７８℃（１０００°Ｆ）まで高められた場合、これは、最終的に反応してＨ２ＯとＣＯ２とを生成する。しかし、この同じ混合物がそれより高い温度、例えば、６４８．８９℃（１２００°Ｆ）にされた場合、発火遅延時間は、２秒となる可能性がある。混合物が７６０℃（１４００°Ｆ）にされた場合、遅延は１００ミリ秒となる可能性がある。自己発火遅延時間は、一般的に、温度が高くなるとともに指数関数的に短くなり、これは燃料及び酸素の濃度の関数となっている。自己発火遅延時間は、数百の反応と数十の分子及びラジカル種を含み得る複雑な動力学機構を使用する化学速度論ソフトウェア・プログラムで算出され得る。
【０１６４】
本明細書の中で、「予混合」という用語は、酸化又は燃焼が生じる室の中に混合物を導入する前に一般的に均質な空気燃料混合物を形成するためにＬＥＣ又はＨＥＣ燃料などの空気と可燃性物質とを混合することを指す。
【０１６５】
本明細書の中で、「短い滞留時間」という言い回しは、従来の内燃機関、ガス・タービン燃焼器、レシプロ・エンジン、ボイラー用のバーナーなどの燃焼装置に関して定義される。これらの従来の燃焼器において、燃焼プロセスは、典型的には１秒より十分に短い時間、通常は１００ミリ秒より短い時間であり、１０ミリ秒より短い時間であってもよい期間内に完了する。１秒により近い、又は１秒を超える滞留時間を有するプロセスは、「長い滞留時間」を有すると称される。
【０１６６】
本明細書の中で、「揮発性有機化合物」（ＶＯＣ）という用語は、４．４〜４８．９℃（４０〜１２０°Ｆ）の範囲内の温度にあるときに気相に入り、発熱反応で酸素と結合し得る有機化合物を指す。ＶＯＣの実例として、限定はしないが、アセトン、アクロレイン、アクリロニトリル、アリル・アルコール、塩化アリル、ベンゼン、ブテン−１、クロロベンゼン、１−２ジクロロエタン、エタン、エタノール、アクリル酸エチル、エチレン、ギ酸エチル、エチルメルカプタン、メタン、塩化メチル、メチルエチルケトン、プロパン、プロピレン、トルエン、トリエチルアミン、酢酸ビニル、及び塩化ビニルが挙げられる。
【０１６７】
本明細書の中で、「最高反応温度」という用語は、熱伝達又は仕事が失われる、又は加わることを含む、化学酸化反応の最高温度を指す。例えば、反応が生じている間に熱が同時に除去される場合、最高反応温度は、断熱反応温度より低くなる。同様に、最高反応温度は、熱が加わった場合に断熱反応温度より高くなり得る。
【０１６８】
本明細書の中で、「火炎歪み速度」（flame strain rate）又は「火炎伸長」は、火炎前面から熱を除去する、伸長若しくは湾曲のいずれかによる、火炎前面の乱流歪みの結合を指す。高率の火炎伸長は、強い剪断層により形成されるものとしてよく、歪み速度が十分に高ければ、消火し得る。
【０１６９】
本明細書の中で、「断熱反応温度」という用語は、仕事、熱伝達、又は運動若しくは位置エネルギーの変化なしで生じる完全な化学酸化反応の結果生じる温度を指す。これは、ときには定容断熱反応温度と称されることもある。
【０１７０】
本明細書の中で、「フレームアウト温度」という用語は、火炎が混合物を通して伝搬することのない上限となる実質的に均一に混合された空気燃料混合物の温度を指す。いくつかの場合において、一例として、本明細書に図示されているように、フレームアウト温度は、空気燃料混合物の特定の温度においてＬＦＬと同等であるものとしてよい。
【０１７１】
徐酸化
図１−２Ａは、空気メタン混合物に対する点火エネルギーの図である。メタンと空気との混合物は、メタンの約５〜１５体積％の範囲内で引火性を有する。メタンと空気との化学量論的混合物、つまり、メタンと結合する正確に十分な酸素を有する混合物は、約９．５体積％である。図１−２Ａは、化学量論的空気メタン混合物５５が最小の点火エネルギーを必要とし、また増加したエネルギーが混合物を点火するためにより低い、及びより高いメタン濃度で必要となることを示している。
【０１７２】
図１−２Ｂは、システム６０によって示されているように、さまざまな燃焼及び酸化プロセスの反応温度の図である。ゾーン１において、燃焼は、エネルギー源によって伝搬されなければならない。混合物の流動源により、燃焼デバイスでは典型的なことであるが、燃焼を安定化するためのエネルギー源は、時間に関して比較的一定していなければならない。このエネルギー源は、典型的には、再循環ゾーンにおいて高温燃焼生成物の高温の局所的ポケットを形成することによって生み出される。これらのゾーンは、鈍頭物体又は他の幾何学的特徴部（Ｖ字形ガター、コーナー部の再循環ゾーン）の背後に形成される。第２の方法は、「渦崩壊」が生じるように混合物の一部を十分に回転させる方法であり、再循環ゾーンが、回転する混合物の内側に、又は背後に形成される。これらの種類の火炎安定化技術は燃焼技術分野ではよく知られている。高温再循環ゾーンは、ゾーン１内の予混合された燃料及び空気混合物を常時燃焼するように保つための連続点火源として働く。
【０１７３】
図１−２Ｂのゾーン２において、火炎は、火花又は他の点火源によって開始された場合であっても、空気燃料混合物中を伝搬しない。均一な空気燃料混合物は、希薄すぎて燃焼できない。このゾーンにおいて予混合された空気燃料混合物を反応させる一方法は、触媒により反応の活性化エネルギーを下げることである。別の方法は、燃焼室内に局所的に他よりも濃い混合物を供給することである。この局所性は燃焼可能な濃度をもたらし、したがって、反応温度はゾーン１と一貫している。この他より濃い混合物は燃焼し、火炎を燃焼室内に保持するが、燃焼室内の希薄領域内への反応の伝搬は火炎伝搬によって生じることはなく、ガス混合技術を使用することで実行されなければならない。
【０１７４】
ゾーン１及びゾーン２は、一定範囲の温度にわたってフレームアウト温度を示す直線によって隔てられる。予混合燃料濃度で火炎を維持することはできず、その結果、断熱反応温度はこの直線より下になる。これについてさらに詳しく説明するために、ゾーン１で予混合火炎から始めて、燃料濃度をゆっくり低下させると、火炎温度、この場合は、図１−２のＹ軸として図示されている最高反応温度は、下がることになる。温度がフレームアウト温度の直線に近づくと、火炎は消える。
【０１７５】
図１−２Ｂのゾーン３内の均質な空気燃料混合物は、自己発火し、比較的速く反応する。この「無炎燃焼」象限の難題は、燃料と空気とを均一に混合し、空気燃料混合物が発火する前に混合物を所望の温度にすることである。例えば、ゾーン１内のポイント「６２」によって指定されているように燃料と空気とを自己発火限界より低い温度で混合した場合、予定外の火花が、そのままゾーン１内にある間に混合物を点火することになる。それに加えて、空気燃料混合物がポイント「６２」で完全に混合された場合、空気燃料混合物は、例えば、熱交換器又は他の加熱方法によってポイント「６４」まで加熱される。
【０１７６】
無炎燃焼の熟練者であれば、ゾーン３内で燃料と高温の空気とを混合することによって燃焼なしで低温で混合するという難題を回避する。均一な混合に達する前に発火が生じるのを防ぐために、自己発火は、２つの技術のうちの１つを使用することによって遅らされる。一技術は、空気と再循環燃焼排ガスとの混合物中に燃料を注入するというものである。燃焼排ガスは、空気に関して、過剰なＣＯ２及びＨ２Ｏ、少なくした量のＯ２を有する。低減されたＯ２濃度は自己発火を遅らせ、それによって、燃料と空気燃焼排ガス混合物との混合物が一般的に均質の組成物に到達するのを許す。
【０１７７】
第２の技術は、「火炎歪み速度」又は「火炎伸長」を引き起こして自己発火を遅らせるものである。歪み火炎は、強い剪断層を伴う非常に大きな乱流において生じる火炎である。これらは、乱流化学相互作用を引き起こし、反応を遅らせ、極端な場合には、消火し得る。火炎伸長を行うために、燃料が空気乱流内に注入され、例えば、空気が高速でノズルから放出され、燃料が放出される空気の流れの中に注入される。空気燃料混合物は、空気燃料混合物の流れが非乱流になる前に一般的に均質の組成に達し、火炎伸長は、この混合期間中に自己発火の遅延を引き起こす。これら２つの技術を組み合わせ、燃料を空気と再循環燃焼排ガスとの混合物を含む酸化剤のジェット中に注入し、それによってＯ２濃度の低減と火炎伸長の両方によって酸化剤燃料混合物の自己発火を遅らせ、それによって室全体にわたって分散する反応を達成することが可能である。
【０１７８】
ゾーン１における火炎構造の一態様は、酸化反応が火炎前面と称される比較的狭い反応ゾーンの中で起きるというものである。この局所性において、後燃焼ゾーンからの熱及び火炎からのラジカルは、分子的にも乱流的にも、未反応ガス中に拡散する。ゾーン２において、反応は触媒の近くに局所的に生じ、不均一燃焼と称される。ゾーン３及び４のみが、既存の火炎からの熱帰還とは反対に、反応を開始する自己発火により容積的に分散された反応を行うことができる。
【０１７９】
ゾーン４は、燃料濃度が低すぎて火炎を持続できない領域、つまり、フレームアウト温度線より低く、自己発火できるくらい十分に高温である領域である。徐酸化は、このゾーンにおける燃料の酸化に適している。ゾーン１〜２とは対照的に、ゾーン４における反応は、適切に定められた「反応火炎前面」のない反応器／燃焼器容積全体の中で比較的均一に生じ得る。
【０１８０】
図１−３は、本開示のいくつかの態様による例示的な徐酸化プロセスの概略図である。図１−３は、定圧における均質な空気燃料混合物に対する火炎反応挙動の、７２、７４、７５、７６ａ、７６ｂ、及び７８の番号が振られている、さまざまな領域を示している。縦軸は空気燃料混合物の温度であり、横軸は空気燃料混合物中の燃料の濃度である。空気燃料混合物の温度が上がるにつれＬＦＬは低くなる、つまり、燃焼可能な濃度は希薄になる。温度が上がるにつれＵＦＬは高くなる、つまり、燃焼可能な濃度は濃くなる。より広い範囲の燃焼可能な濃度は温度が上昇するにつれ可燃性になることがわかる。
【０１８１】
ゾーン７２は、混合物が自己発火しない領域であるが、火炎は、十分なエネルギー源の導入後に空気燃料混合物を通して伝搬する。エネルギー導入の通常の形態は、スパーク・プラグ又は点火装置からの火花であるが、グロー・プラグ又は電離プラズマなどの他のデバイスも使用することが可能である。
【０１８２】
ゾーン７４は、ＬＦＬより低く、自己発火温度より低い位置にある。この領域において、火炎は、火花で開始されたとしても、混合物中を伝搬しない。
【０１８３】
ゾーン７６は、２つのゾーン７６ａ及び７６ｂに分けられ、反応を完結するまでの時間を示す。ゾーン７６ａ又は７６ｂ内で火花が発生した場合、火炎が開始され、空気燃料混合物中を伝搬する。ゾーン７６ａ又は７６ｂ内の空気燃料混合物は、これらの温度における空気燃料混合物に含まれるエネルギーが図１−２Ｂに関してすでに説明されているように、空気燃料混合物の活性化エネルギーを超えるのでさらに自己発火し得る。十分な時間が与えられれば混合物が自己発火する最低温度は、自己発火温度（ＡＩＴ）と称される。ゾーン７６は、ＡＩＴ並びにＵＦＬ及びＬＦＬを境界とし、ゾーン７６ｂ又は７６ａ内で燃焼可能な濃度及び温度を有する混合物は、自己発火する。ゾーン７６ａ内の空気燃料混合物の燃焼は、短い滞留時間より短いタイムフレームで自己発火し、反応する。空気燃料混合物は、ゾーン７６ｂにおける燃焼可能な濃度及び温度でも自己発火し、反応するが、長い滞留時間と一致するタイムフレームでは反応する。
【０１８４】
ゾーン７８において、火花又は他のエネルギー源が火炎を開始せず、また火炎は空気燃料混合物中を伝搬しない。酸化反応が完了するのに十分な時間的余裕を与えることによって、自己発火を通じて燃料を酸化することが可能である。ゾーン７８におけるこれらの反応に対する時間は、長い滞留時間と一致する。
【０１８５】
ゾーン７５は、大半の燃焼デバイスには無関係である。燃焼可能な組成物が濃すぎるので火炎はゾーン７５内で空気燃料中を伝搬し得ない。酸化プロセスが自己発火温度より高いゾーン７５の部分内で開始されるとすれば、燃料の酸化を完結させるのに十分な空気はなく、酸化プロセスは自己消火し、その結果、未燃焼の燃料が燃焼デバイスから排出される。
【０１８６】
いくつかの態様において、ポイント８０で開始するプロセスは、空気燃料混合物をポイント８２によって示されている空気燃料混合物の自己発火温度より高い温度に加熱する。図１−１１の反応室５００などの反応室は、空気燃料混合物を酸化し、反応室内の断熱温度及び最高反応温度を、ＬＦＬの下に残るポイント８２及び８４を結ぶ破線によって示されているように、空気燃料混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０１８７】
図１−４Ａは、本開示のいくつかの態様による予熱された空気中に注入されたときの燃料混合物の徐酸化の図である。このプロセスでは、ゾーン７４におけるポイント「９２」の外気は、さまざまな手段（熱交換、圧縮）によってゾーン７８におけるポイント「９４」まで加熱される。次いで、ＬＥＣ燃料、希釈されたＨＥＣ燃料、又はＨＥＣ燃料とＬＥＣ燃料との混合物であってよい、燃料は、高温の空気に加えられ、それにより、空気燃料混合物をポイント「９４」から図１−３のゾーン７６ａ内にあるであろうポイント「９６」に移動し、そこで、空気燃料混合物は自己発火し、ポイント「９６」は図１−３のゾーン７６ａ内にあるので、燃焼反応が急速に生じ、これは短い滞留時間と一致している。燃焼プロセスが進行するにつれ、空気燃料の温度は、燃焼可能なガスの濃度が低下するにつれ上昇し、プロセスはポイント「９６」からポイント「９８」への矢印に追随する。ポイント「９８」が熱ＮＯｘ形成温度より高いと、このプロセスは、熱ＮＯｘ形成温度より低い温度のままであるプロセスより多くの量のＮＯｘを生成することになる。
【０１８８】
しかし、再循環燃焼排ガスなどの希釈剤が空気に加えられた場合、その結果生じる空気希釈剤混合物の酸素含有量は低減される。高温の再循環燃焼排ガスの使用は、ポイント「９２」からポイント「９４」への空気の加熱も助け得る。希釈剤を空気に加えることで、さらには燃料を空気希釈剤混合物内に混合する際に火炎伸長混合技術を使用することで、可燃上限及び下限が図１−４Ａに示されているような「ＵＦＬ（空気＋希釈剤＋伸長）」及び「ＬＦＬ（空気＋希釈剤＋伸長）」と注釈が入っている新しい線に移動する。
【０１８９】
希釈剤を加え、火炎伸長混合技術を使用することで、ポイント「９６」は、もはやゾーン７６ａ内にはなく、ゾーン７６ｂ内にあり、そこで、反応プロセスは遅らされ、ゾーン７６ａより長くなる。混合物内の希釈剤は、プロセスがポイント「９６」からポイント「９９」への矢印に追随し、熱ＮＯｘ形成温度より低い温度のままとなるように温度上昇を小さくする。したがって、希釈剤を使用することで、燃焼／酸化プロセスによって生じるＮＯｘの量を減らすことができる。
【０１９０】
いくつかの態様において、ポイント９２で開始するプロセスは空気を、標的空気燃料混合物の自己発火温度より高い、ポイント８２によって示されている、温度に加熱する。次いで、燃料が、高温の空気中に注入され、空気燃料混合物をポイント９７に移動する。図１−１１の反応室５００などの反応室は、空気燃料混合物を酸化し、ＬＦＬより低い温度に素早く遷移するポイント９７及び９８を結ぶ破線によって示されているように、反応室内の断熱温度を混合物のフレームアウト温度より高い温度に、反応室内の最高反応温度を混合物のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０１９１】
図１−４Ｂは、本開示のいくつかの態様による外部流体を加熱するために使用される徐酸化プロセスの図１２０である。ポイント９２における外気は、ポイント９４まで加熱され、そこで、燃料は予熱された空気中に注入され、空気燃料混合物をポイント９６に移動する。空気燃料混合物が自己発火温度より高い温度にあると、徐酸化が開始し、それと同時に、空気燃料混合物は熱を外部流体に、例えば、図５−３の蒸気コイル５２２０を通して伝達し、それにより、空気燃料混合物の温度は燃料濃度もポイント１２２まで減少すると下がる。次いで、空気燃料混合物は、外部流体から離れて、燃料濃度が低下し続けるときに空気燃料混合物の温度が上昇し、それによりポイント１２４に移動し、そこで燃料が完全に消費されるように外部流体への熱の損失なしで徐酸化し続ける。
【０１９２】
図１−４Ｃは、本開示のいくつかの態様による多段階徐酸化プロセスの図１３０である。ポイント１３２における室温での空気燃料混合物は、徐酸化が開始され、空気燃料混合物がポイント１３６まで進み、そこで燃料が完全に消費されるように自己発火温度より高いポイント１３４まで加熱される。高温の空気希釈剤混合物は、熱交換器に通され、熱が除去され、それによって空気希釈剤混合物がポイント１３８に移る。追加の燃料が空気希釈剤混合物中に注入され、混合物をポイント１４０に移動する。徐酸化プロセスが開始され、その際に混合物は依然として自己発火温度より高い温度にあり、プロセスは直線に沿ってポイント１４２まで移動し、そこで燃料が再び完全に消費される。高温の空気希釈剤混合物は再び前のように熱交換器を通して循環され、混合物中のすべての酸素が消費されるまでポイント１４２−１３８−１４０のループが数回繰り返され、その間中、ピーク反応温度を熱ＮＯｘ形成温度より低い温度に保持することがわかる。
【０１９３】
図１−５及び１−６は、本開示のいくつかの態様による例示的な徐酸化プロセスのフロー図である。図１−５では、予混合プロセス１００を開示しており、そこでは酸化剤、希釈剤、並びにＬＥＣ及びＨＥＣ燃料が混合され、次いで、自己発火温度まで加熱され、それによって、燃料の徐酸化を開始する。図１−５のプロセスの特定の一実施例は、開示されているステップの一部のみを含むか、又は図１−５に示されているのと異なる順序でそのようなステップを有することができる。実例として、大半の完全なプロセスはステップ１０２から始まり、そこで、ＬＥＣ燃料、例えば、埋立地ガスがステップ１０２で供給される。
【０１９４】
酸化剤、例えば、空気が、ステップ１０４においてＬＥＣ燃料に加えられる。いくつかの態様では、加えられる酸化剤の量は、結果として得られる酸化剤ＬＥＣ燃料混合物中の燃焼可能なガスの目標濃度を達成するために、ＬＥＣ燃料中の燃焼可能なガスの濃度に依存する。いくつかの態様では、加えられる酸化剤の量は、結果として得られる酸化剤ＬＥＣ燃料混合物中の酸素の最低濃度を達成するためにＬＥＣ燃料中の酸素の濃度に依存する。いくつかの態様では、ＬＥＣ燃料中の燃焼可能なガス及び／又は酸素の濃度は少なくとも定期的に測定され、ステップ１０４で加えられる酸化剤の量はこの測定に対応して調節される。
【０１９５】
ＨＥＣ燃料は、ステップ１０６で適宜加えることが可能である。いくつかの態様では、加えられるＨＥＣ燃料の量は、結果として得られる酸化剤ＬＥＣ−ＨＥＣ燃料混合物中の燃焼可能なガスの目標濃度を達成するために酸化剤ＬＥＣ燃料混合物中の燃焼可能なガスの濃度に依存する。いくつかの態様では、酸化剤ＬＥＣ燃料混合物中の燃焼可能なガスの濃度は少なくとも定期的に測定され、ステップ１０６で加えられるＨＥＣ燃料の量はこの測定に対応して調節される。
【０１９６】
ステップ１０８では、再循環燃焼排ガスなどの希釈剤を酸化剤燃料混合物に加える。いくつかの態様において、希釈剤の量は、結果として得られる酸化剤燃料希釈剤混合物中の燃焼可能なガスの目標濃度を達成するために調節される。いくつかの態様において、再循環燃焼排ガスも、熱を酸化剤燃料混合物に加え、それによって、ステップ１１２で後から加えられる熱の量を減らす。いくつかの態様では、酸化剤燃料混合物中の燃焼可能なガスの濃度は少なくとも定期的に測定され、ステップ１０８で加えられる希釈剤の量はこの測定に対応して調節される。酸化剤、ＬＥＣ、及びＨＥＣ燃料、並びに希釈剤は、ステップ１１０で混合されて、一般的に均質な混合物になる。いくつかの態様において、混合は、ステップ１０４、１０６、及び１０８のうちの１つ又は複数の後に徐々に行われる。均質な酸化剤燃料希釈剤混合物は、ステップ１１２において、混合物の温度が混合物の少なくとも自己発火温度に達するまで加熱される。酸化剤燃料希釈剤混合物は、ステップ１１４で自己発火し、ステップ１１６で、混合物中の燃料及び酸素がもはや反応しなくなりプロセス１００がそうして完了するまで徐酸化する。
【０１９７】
図１−６は、燃料注入プロセス１５０を開示しており、そこでは、酸化剤と希釈剤とが混合され、次いで、自己発火温度まで加熱され、その後、ＬＥＣ及びＨＥＣ燃料の混合物が酸化剤希釈剤混合物中に注入され混合される。図１−６のプロセスの特定の一実施例は、開示されているステップの一部のみを含むか、又は図１−６に示されているのと異なる順序でそのようなステップを有することができる。実例として、大半の完了プロセスはステップ１０４ａから開始し、そこで酸化剤が供給される。希釈剤が、ステップ１０８で酸化剤に加えられ、ステップ１１０ａで混合され、ステップ１１２で目標酸化剤希釈剤燃料混合物の少なくとも自己発火温度まで加熱される。いくつかの態様では、結果として得られる酸化剤希釈剤混合物中の酸素の目標濃度を達成するために加えられる希釈剤の量は、酸化剤中の酸素の濃度に依存する。いくつかの態様において、希釈剤が再循環燃焼排ガスである場合、再循環燃焼排ガスも、熱を酸化剤に加え、それによって、ステップ１１２で後から加えられる熱の量を減らす。
【０１９８】
並行プロセスにおいて、ＬＥＣ燃料がステップ１０２で供給され、ＨＥＣ燃料がステップ１０６で加えられ、ステップ１１０ｂで混合される。いくつかの態様では、加えられるＨＥＣ燃料の量は、結果として得られるＬＥＣ−ＨＥＣ燃料混合物中の燃焼可能なガスの目標濃度を達成、するために、ＬＥＣ燃料中の燃焼可能なガスの濃度に依存する。いくつかの態様では、ＬＥＣ燃料中の燃焼可能なガスの濃度は少なくとも定期的に測定され、ステップ１０６で加えられるＨＥＣ燃料の量はこの測定に対応して調節される。
【０１９９】
ＬＥＣ−ＨＥＣ燃料混合物は、ステップ１５２で高温の酸化剤希釈剤混合物中に注入され、ステップ１１０ｃで混合される。いくつかの態様において、ステップ１１０ｃの混合は、乱流誘発ジェットを通じて酸化剤希釈剤混合物を酸化室内に供給することを含み、燃料混合物が、酸化剤希釈剤混合物の乱流中に注入される。酸化剤希釈剤混合物及び燃料混合物は、ステップ１１０Ｃで乱流中で急速混合し、次いでステップ１１４で自己発火し、ステップ１１６で、混合物中の燃料及び酸素がもはや反応しなくなりプロセス１５０がそうして完了するまで徐酸化する。
【０２００】
図１−７は、本開示のいくつかの態様による例示的な予混合酸化システム２００の概略図である。ＬＥＣ燃料は、この実例では、埋立地２０２から、ガス捕集配管システム２０４を通して取得され、ＬＥＣ燃料流２０６ａとして供給される。いくつかの態様において、例えば、ＬＥＣ燃料流２０６ａのメタン含有量が決定されたパーセンテージより低い場合、ＨＥＣ燃料２１０が、混合装置２０８ａ内で加えられ、ＬＥＣ−ＨＥＣ燃料混合物２０６ｂを生成する。いくつかの態様において、例えば、ＬＥＣ−ＨＥＣ燃料混合物２０６ｂの酸素含有量が決定されたパーセンテージより低い場合、酸化剤２１２、例えば空気が、混合装置２０８ｂ内で加えられ、酸化剤燃料混合物２０６ｃを生成する。いくつかの態様において、例えば、酸化物燃料混合物２０６ｃの酸素含有量が決定されたパーセンテージより高い場合、希釈剤２１４、例えば再循環燃焼排ガスが、混合装置２０８ｃ内で加えられ、酸化剤希釈剤燃料混合物２０６ｄを生成する。いくつかの態様において、混合装置２２０は、酸化剤希釈剤燃料混合物２０６ｄをさらに混合するために備えられ、これにより、均質化酸化剤希釈剤燃料混合物２０６ｅを生成する。いくつかの態様において、圧縮機又はブロワー２２２は、均質化酸化剤希釈剤燃料混合物２０６ｅを加圧し、加熱し、それによって酸化装置２２４内に導入される圧縮均質化酸化剤希釈剤燃料混合物２０６ｆを生成する。徐酸化プロセスが完了した後、排気２２６が酸化装置２２４から出る。いくつかの態様において、排気２２６の一部は、希釈剤２１４を供給するために引き出される。残りの排気２２６は、他のシステムに供給されるか又は大気中に放出される。
【０２０１】
図１−８は、本開示のいくつかの態様による例示的な注入酸化システム３００の概略図である。システム３００の多くの要素は、すでに説明されているシステム２００に共通しており、その説明を図１−８に関して繰り返さない。システム３００において、酸化剤２１２は、圧縮機又はブロワー２２２ａとは別に圧縮され、加熱され、その結果得られる圧縮酸化剤３０４が酸化装置２２４に供給される。いくつかの態様において、希釈剤（図１−８には図示せず）は、圧縮機２２２ａの前に酸化剤２１２に加えられる。別に、ＬＥＣ−ＨＥＣ燃料混合物２０６ｂは、別の圧縮機又はブロワー２２２ｂで圧縮され、加熱されて、酸化装置２２４内の圧縮酸化剤希釈剤混合物３０４内に注入される圧縮燃料混合物３０２を生成する。燃料混合物３０２を酸化装置内の酸化剤希釈剤混合物３０４内に注入する方法については、後の図に関して説明される。
【０２０２】
図１−９は、本開示のいくつかの態様による例示的なタービン駆動発電システムの概略図である。システム４００の多くの要素は、すでに説明されているシステムに共通しており、その説明を図１−９に関して繰り返さない。システム４００において、酸化剤希釈剤燃料混合物２０６ｄは、タービン４１４及びジェネレータ４１６にも結合されているシャフト４１２に結合された圧縮機４１０の入口のところで供給される。圧縮機４１０からの圧縮酸化剤希釈剤燃料混合物２０６ｆは、熱交換器４１８に通され、混合物２０６ｆは、排気４２０から熱を吸収する。加熱された混合物２０６ｇが、酸化装置２２４に供給される。排気２２６は、高温の圧縮された排気２２６からエネルギーの一部を抽出するタービン４１４に供給され、それによって圧縮機４１０及びジェネレータ４１６をシャフト４１２を通して駆動する。いくつかの態様において、タービンからの排気の一部は、希釈剤２１４を供給するために引き出され、残りの排気４２０は、前述の熱交換器４１８を通り、次いで、第２の熱交換器４２２を通り、排ガスは、環境に排出される前に水４３０の流れによってさらに冷却される。加熱された水４３０は、熱交換器４２２を通過した後に、給湯、ビル暖房、又は他の用途などに有効利用することができる。
【０２０３】
図１−１０は、本開示のいくつかの態様による別のタービン駆動発電システムの概略図である。システム４５０の多くの要素は、すでに説明されているシステムに共通しており、その説明を図１−１０に関して繰り返さない。システム４５０は、加温器燃焼器４５４及びタービン燃焼器４５６を、それぞれ、酸化装置２２４の前と後とに備える。ＨＥＣ燃料４５２は、加温器燃焼器４５４及びタービン燃焼器４５６のそれぞれに選択的に供給される。これらの燃焼器４５４、４５６を使用して酸化装置駆動タービンの運転を開始する方法については、以前に参照されている米国特許出願第１３／２８９，９９６号で説明されている。
【０２０４】
図１−１１は、本開示のいくつかの態様による例示的なＧＯ反応室５００の破断図である。ＧＯ反応室５００は、いくつかの態様において、圧縮内部ガスに耐えるように構成された容器５１０を有する。塔５１４は、この実例では、容器５１０の中心軸に沿って位置決めされ、外部端部において入口５１５を通して酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の流れを受け付けるように構成される。複数の供給管５１６が、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０が塔から供給管５１６内に入るように塔５１４に結合されている。供給管５１６のそれぞれは、混合物５３０を供給管５１６の内側から容器５１０の内側に通すことを可能にする複数の注入穴（図１−１１には見えていない）を備える。容器の内側は、多孔質媒体５１２を少なくとも部分的に充填されている。この媒体５１２は、ＧＯプロセスから熱を吸収し、次いで、この熱を未反応混合物５３０に解放し、それによって、未反応混合物５３０の温度を自己発火温度より高い温度に上げる。多孔質媒体５１２は、前段階からの酸化生成物を管５１６を通して注入される未反応酸化剤希釈剤燃料混合物と混合する働きもする。
【０２０５】
いくつかの態様において、ＧＯ反応室５００は、酸化剤、燃料、又はこれらの混合物が容器５１０の内側に直接注入する際に通ることができる１つ又は複数の二次入口５１８を備える。いくつかの態様において、ＧＯ反応室５００は、多孔質媒体５１２を加熱するために使用され得る１つ又は複数の加熱装置５２２を備える。いくつかの態様において、ＧＯ反応室５００は、容器５１０内の１つ又は複数のポイントにおいてガスの温度、酸素含有量、又は燃料含有量のうちの１つ又は複数を測定するように構成された１つ又は複数のセンサー５２４を備える。
【０２０６】
いくつかの態様において、ＧＯ反応室５００は、温度感知素子を備え、反応室５００内の温度を表す信号を出力するセンサー５２４を具備する。いくつかの態様において、ＧＯ反応室５００は、温度感知素子を備え、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度を表す信号を出力するセンサー５２５を具備する。いくつかの実施例において、センサー５２４及び５２５からの温度信号は、反応室５００内の温度がフレームアウト温度に近づいたときに反応室５００内の温度を下げる信号５３２を出力し、温度がフレームアウト温度より低い温度に留まるようにする制御装置５２９によって受け付けられる。いくつかの実施例において、反応室５００内の温度の調節は、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の流れ、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の組成、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度、補助空気燃料混合物５４０の流れ、補助空気燃料混合物５４０の組成、補助空気燃料混合物５４０の温度、出口５２０を通る排ガスの流れ、図２−３に示されているような内部熱交換器（図１−１１には図示せず）を通る冷却剤の流れ、又は注入サブシステム（図１−１１には図示せず）を通して反応室５００内に導入される不燃性流体の流れのうちの１つ又は複数を調節することによって行われる。いくつかの態様において、信号５３２は、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の流速、組成、及び温度のうちの少なくとも１つを制御するように構成された制御モジュール５３１に送られる。
【０２０７】
いくつかの態様において、検出モジュール５２７は、反応室５００内の反応温度、例えばセンサー５２４における温度が反応室５００内の酸化剤希釈剤燃料混合物のフレームアウト温度に近づくか、又は超えること、及び反応室入口温度、つまり、センサー５２５における酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度が自己発火閾値に近づくか、又はそれより低い温度に下がることの少なくとも一方がいつ生じるかを検出するように構成される。
【０２０８】
いくつかの態様において、制御装置５２９は、検出モジュール５２７に基づき、反応室からの熱の除去及び反応室５００内の塔５１４の入口における酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度のうちの少なくとも一方を変更するための命令を出力する補正モジュール５２８を備える。いくつかの態様において、補正モジュール５２８は、例えばセンサー５２４における、反応温度内の実際の温度をフレームアウト温度より低い温度に維持し、及び／又は入口温度を燃料の自己発火閾値より高い温度に維持するように構成される。いくつかの態様において、制御装置５２９は、塔５１４への入口における酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度を自己発火閾値より高い温度に維持し、反応室５００内のガスが触媒なしで酸化するように構成される。いくつかの態様において、制御装置５２９は、フレームアウト温度より低い温度に留まる反応室内の温度の低下、及び酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度を自己発火閾値より高い温度に維持する塔５１４への入口における酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度の上昇のうちの少なくとも一方を判定するように構成される。
【０２０９】
いくつかの態様において、制御装置５２９は、塔５１４への入口における酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度が、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の自己発火閾値に近づくか、又は自己発火閾値より低い温度に下がるときに、制御装置５２９は、塔５１４への入口における酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度が自己発火閾値より高い温度に維持されるように追加の熱を酸化剤希釈剤燃料混合物５３０に加えさせる信号５３２を出力するように構成され、反応室５００は、触媒なしで反応室５００内の燃料の酸化を維持する。いくつかの実施例において、補正モジュール５２８は、検出モジュール５２７に基づき、例えば酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の流れを減らすことによって、反応室内のガスの滞留時間を変更する命令、及び／又は例えば、反応室５００内にある間に酸化剤希釈剤燃料混合物５３０が自己発火し酸化するのに十分な反応室内で、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の組成を調節すること、若しくは加熱装置５２２で反応室５００内の温度を上げることによって、自己発火遅延時間を変更する命令を出力する。
【０２１０】
いくつかの態様において、検出モジュール５２７は、いつガスの反応室入口温度が反応室が単独では燃料の酸化を支えなくなるようなレベルに近づくか、又はそのレベルより低くなるかを検出するように構成され、補正モジュール５２８は、検出モジュール５２７に基づき、反応室内のガスの滞留時間及び／又は反応室５００内にある間にガスが自己発火し酸化するのに十分な反応室内の自己発火遅延時間を変更するように構成される。
【０２１１】
いくつかの実施例において、反応室内の燃料又はガス混合物の温度は、可燃下限又はフレームアウト温度より高くなり得る。これらの場合において、例えば、ＨＥＣ燃料ガスを反応室内に混合すると、混合物が可燃上限より低く、可燃下限より高い可燃領域を通過する期間があり得る。この領域内の滞留時間は、いくつかの場合において、望ましくない場合があるが、領域内の混合物の滞留時間は、混合物の温度を変更するか、又は混合物の流れを変更することによって短縮され得る。いくつかの場合において、熱が反応室から奪われ、混合物の温度を可燃下限、又はフレームアウト温度より低くなるように下げ、可燃領域内の混合物の滞留時間が自己発火遅延時間より短くなるようにすることができる。いくつかの場合において、反応室を通る混合物の流速を増加させて、反応室内の混合物の滞留時間を短縮することができ、反応室内の混合物のこの短縮された滞留時間は、混合物が可燃領域内にある反応室内の温度に曝される短縮された滞留時間に等しいものとしてよく、滞留時間が自己発火遅延時間より短い場合に許容可能であるものとしてよい。いくつかの場合において、反応が一時的に自己発火遅延時間に関して短い期間の間に可燃領域内に移動するように熱を混合物に加えることができる。
【０２１２】
いくつかの場合において、反応室を通る混合物の温度又は流れのうちの少なくとも一方は、可燃領域内の燃料の滞留時間が自己発火遅延時間の５％未満となるように制御され得る。いくつかの場合において、可燃領域内の燃料の滞留時間は、自己発火遅延時間の約５％から約１０％までの範囲内とすることができる。いくつかの場合において、可燃領域内の燃料の滞留時間は、自己発火遅延時間の約１０％から約２０％までの範囲内とすることができる。いくつかの場合において、可燃領域内の燃料の滞留時間は、自己発火遅延時間の約１５％から約２５％までの範囲内とすることができる。いくつかの場合において、可燃領域内の燃料の滞留時間は、自己発火遅延時間の約２５％から約５０％までの範囲内とすることができる。いくつかの場合において、可燃領域内の燃料の滞留時間は、自己発火遅延時間の約３０％から約７５％までの範囲内とすることができる。
【０２１３】
いくつかの態様において、制御モジュール５３１は、入口５１５のところの、又は入口５１５の前の酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度を、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の自己発火温度又はそれ以上の温度に上げるように構成される。いくつかの実施例において、反応室５００は、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０を酸化し、断熱温度を酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の自己発火温度より高く、反応室５００の最高の実際の温度を酸化剤希釈剤燃料混合物５３０のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０２１４】
いくつかの態様において、酸化装置５００は、図１−１１に図示されていないシステム内で、すべてのガスが、混合されているガスのうちのどれかの自己発火温度より低い温度にある間にＨＥＣ燃料を含むガス、酸化剤を含むガス、及び希釈剤を含むガスの群のうちの１つ又は複数を伴うＬＥＣ燃料を有するガスを混合することによって酸化剤希釈剤燃料混合物５３０を生成するように構成される。酸化装置５００は、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度を酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の少なくとも自己発火温度まで高め、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０が自己発火することを可能にし、次いで酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の温度を自己発火する酸化剤希釈剤燃料混合物５３０が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するようにも構成される。
【０２１５】
いくつかの態様において、酸化装置５００内の多孔質媒体５１２は、反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持し、燃料の反応室入口温度を燃料の自己発火温度より高い温度に維持するように構成される。いくつかの態様において、酸化装置５００の入口から出口への少なくとも１つの流路は、酸化剤希釈剤燃料混合物５３０が酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の自己発火温度より高い温度に達するまで酸化剤希釈剤原料混合物５３０を酸化剤希釈剤燃料混合物５３０の自己発火温度より高い温度の多孔質媒体５１２の一部に導いて通すように構成され、そこで、流路は、例えば図２−７Ｂに示されている管１０５５／１０６０などの内部バッフルを使用して、第１の流路とは一般的に反対側にある経路に沿って酸化する酸化剤希釈剤燃料混合物５３０を出口に導くようにさらに構成される。
【０２１６】
いくつかの実施例において、制御装置５２９は、酸化システムの他の部分を導くことができる。例えば、制御装置５２９が導き得る他の制御は、２０１１年１１月４日に出願した同時係属米国特許出願第１３／２８９，９８９号、及び２０１１年１１月４日に出願した米国特許出願第１３／２８９，９９６号において説明されており、両方とも、出願の中の教示がこの説明の教示と矛盾しない範囲において全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【０２１７】
図１−１２は、本開示のいくつかの態様によるスパージャーを有する徐酸化システム４５００を通る流れを示す概略図である。図１−１２のプロセス及び要素は、図１−１１の酸化装置５００に関して説明されている。以下のプロセスは、空気４５０２及び燃料４２２０が酸化装置内を流れるときに生じる。
１．燃料／空気混合装置４５１０は、初期希薄空気燃料混合物を空気４５０２及び燃料４２２０のうちの一方又は両方から生成する。
２．加熱装置４５１２は、空気燃料混合物を自己発火温度に近い温度まで加熱する。熱は、混合物の圧縮だけでなく熱交換を通じても加えられ得る。いくつかの実施例において、熱は、加熱されたガス（例えば、燃焼排ガス）を導入することによって加えられ得る。
３．加熱装置５２２（図１−１１）又は加熱装置４５１６（図１−１２）、例えば、パイロット・バーナーを備え得る第一段階徐酸化装置は、徐酸化４５１８を開始する。いくつかの態様において、この加熱装置は、当業者によく知られているさまざまな種類の電気加熱装置である。これの放出物は、未消費の０２並びに酸化生成物Ｃ０２及びＨ２０を含む高温ガスである。この第１の酸化装置４５１８内に流れ込む燃料及び空気の部分は小さいので、酸化反応を開始するために自己発火温度より高い温度に混合物を加熱する熱は少なくて済む。いくつかの態様において、熱は、始動燃焼器が上流にある多孔質媒体を予熱することによって第一段階に加えられる。次いで、予熱された媒体は燃料／空気混合物を４５１６内で加熱して、酸化を開始する。流れのごくわずかの部分が加熱装置４５１６内の加熱された媒体を通るので、流れの方向と反対のエネルギーの熱条件及び輻射は、媒体温度を流れを加熱し続けるのに十分高い温度に維持することができる。この段階は、反応を固定する。
４．例えば図１−１１のスパージャー５１４のアーム５１６で生じるような、分割混合酸化段階４５３０。ここでは、空気燃料混合物の一部は、分離され、前のプロセスからの高温ガスと混合され、徐酸化されるが、これはプロセス４５１４、４５２０、及び４５１８として示されている。酸化装置４５１８からの前の酸化されたガスは高温、典型的には７６０℃（１４００°Ｆ）より高く、１２６０℃（２３００°Ｆ）より低い温度なので、これらは、混合装置４５２０内の分割器４５１４からの未反応燃料及び空気を加熱し、酸化のこの次の段階にあたる酸化を開始する働きをする。
５．段階４５３０の繰り返しで、最終酸化装置４５１８の後に燃料がいっさい残らないようにＬＥＣ供給源４２２０からのすべての燃料を酸化する。固定する第１段階において酸化プロセスを開始し、これ以降ガスの一部を酸化する段階的アプローチは、徐酸化プロセスである。
【０２１８】
図１−１３は、本開示のいくつかの態様による多段階ＧＯ反応室６００の概略図である。この実例では、室６００は、連続的に連結される４つの反応室６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、及び６０２ｄを備える。この実例では、空気燃料混合物６０４、例えば、ＬＥＣ燃料の流れが、４つの反応室６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、及び６０２ｄのそれぞれに送り込まれる。いくつかの態様において、それぞれの反応室６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、及び６０２ｄ内に送り込まれる空気燃料混合物６０４の量は異なる。いくつかの態様において、１つ又は複数の異なる空気燃料混合物（図１−１２には図示せず）は、下流の反応室６０２ｂ、６０２ｃ、及び６０２ｄに送られる。いくつかの態様において、酸化剤（図１−１３には図示せず）は、下流の反応室６０２ｂ、６０２ｃ、及び６０２ｄのうちの１つ又は複数に別々に送られる。いくつかの態様において、ＨＥＣ燃料（図１−１３には図示せず）は、反応室６０２ａ、６０２ｂ、６０２ｃ、及び６０２ｄのうちの１つ又は複数に別々に送られる。
【０２１９】
図１−１４は、本開示のいくつかの態様による流動床ＧＯ反応室７００の概略図である。この実例では、反応室７００は、ガスが媒体７２０の底部に導入されたときに、流動化される媒体７２０を少なくとも部分的に充填された容器７１０を備える。空気燃料希釈剤混合物６０４は、混合物６０４が流動化された媒体７２０を通過するとき徐酸化し、排出物２２６として頂部から除去される。流動化された媒体は、容器７１０内を循環し、酸化の排出生成物からの熱を入口反応物に伝達する。容器７１０の排出端部（排出物２２６の近く）の近くの流動化された粒子７２０は、高温の酸化生成物によって加熱される。次いで、流動化された媒体は、意図的に、又は偶然に、酸化容器７１０の入口端部に運ばれる。次いで、ＧＯプロセスに関して教示されているように、加熱され流動化された媒体は、その熱を入ってくる冷えた未反応の空気燃料希釈剤混合物６０４に伝えて、流れを加熱する。したがって、流動化された媒体７２０は、酸化生成物から空気燃料希釈剤反応物に熱を伝達する働きをする。特にＧＯプロセスの段階的注入と組み合わせたときに、閉じた化学反応系の周りに熱を移動するように流動床を実現する方法は多数あり、流動床を実現することは、加熱をどのように行うかを示す一実例となっている（例えば、図１−１２、４５１２、４５１６を参照）。
【０２２０】
図１−１５Ａは、本開示のいくつかの態様による再循環床ＧＯ反応室８００の概略図である。この実例では、反応室８００は、媒体８２０を少なくとも部分的に充填された容器８１０を備える。媒体８２０の部分８１０ａは、容器８１０の底部のところで少なくとも定期的に除去され、移送システム８２０を通して容器８１０の頂部に輸送され、その後、部分８１０ａは、容器８１０の内側に戻される。それと同時に、空気燃料混合物６０４の流れが容器８１０の底部に導入され、媒体８２０を通って上方に移動する。混合物６０４は、それが媒体８２０を通過するとき徐酸化し、排出物２２６として頂部で除去される。容器８１０内にある媒体８２０が、部分８１０ａが底部で取り除かれるときに下方に移動しているので、最高温度の媒体８２０、つまり、容器８１０内にある媒体８２０の最上部にある媒体８２０は、入口の方へ移動し、それによって、入ってくる空気燃料混合物６０４が媒体８２０を局所的に冷却する傾向に対して反対の作用をする。底部から取り除かれる冷たい媒体部分８１０ａは、部分８１０ａが高温の酸化されたガスによって加熱される頂部に送られる。
【０２２１】
図１−１５Ｂは、本開示のいくつかの態様による別の再循環床ＧＯ反応室８０１の概略図である。この実施例では、再循環する部分８１０ｂは、床８２０の高温部分、例えば、床８２０の深さの中点から引き出され、管８２２を通して循環し、熱８２４は、再循環する部分８１０ｂから抽出される。冷却される部分８１０ｂは、室８０１、例えば、頂部のところに戻され、床８２０の頂部の上に載る。再循環する部分８１０ｂから熱をこのように抽出することで、反応室８０１から熱が奪われる。いくつかの態様において、部分８１０ｂの流速は、反応室８０１の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持するように制御される。
【０２２２】
図１−１６は、本開示のいくつかの態様による燃焼排ガス再循環のあるＧＯ反応室８５０の概略図である。容器８１０及び媒体８２０は、図１−１５のＧＯ酸化装置８００のものと類似している。しかし、図１−１６の実例において、本明細書において燃焼排ガスとも称される、排ガス２２６の一部８５２は再循環され、容器８１０の底部に送られ、入ってくる空気燃料混合物６０４を加熱し、容器８１０内でＧＯプロセスを固定するとともに、追加の希釈剤を入ってくる空気燃料混合６０４に供給する。
【０２２３】
いくつかの態様において、ＧＯ反応室８５０は、反応室８５０内の酸素含有量レベルを決定し、酸素含有量レベルを表す信号を与えるように構成された、図１−１１のセンサー５２４などの、酸素センサーを備える。いくつかの態様において、制御装置（図１−１６には図示せず）は、酸素含有量レベル信号を受け取り、反応室の出口から受けた、反応室内の燃料の酸化からの生成ガスを含む燃焼排ガス８５２を酸素含有量レベルに基づき反応室８５０内に導入する命令を出力する。
【０２２４】
いくつかの実施例において、酸化装置は、低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとの混合物を有するガスを受け付けるように構成された反応室入口を備えることができる。ガス混合物は、ガス混合物の自己発火温度より低い温度になるように調節され得る。酸化装置は、反応室内に配設された熱交換媒体も備えることができる。媒体は、反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持し、燃料の反応室入口温度を燃料の自己発火温度より高い温度に維持するように構成され得る。反応室は、入口から出口への室を通る少なくとも１つの流路を備えるものとしてよい。流路は、ガス混合物がガス混合物の自己発火温度より高い温度に達するまで入口に入るガスをガス混合物の自己発火温度より高い温度の媒体を通る第１の経路に導いて通すように構成され、その後流路は、酸化するガス混合物を媒体を通る第２の経路に通して出口に導くようにさらに構成され、第２の経路は一般的に第１の流路の反対側にある。これの実例は、図２−７Ａから２−９に示されている。
【０２２５】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている酸化の方法は、室入口を介して、反応室内に受け入れるステップであって、入口は低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとの混合物を有するガスを受け付けるように構成され、ガス混合物はガス混合物の自己発火温度より低い温度にある、ステップと、反応室内に配設されている熱交換媒体によって反応室の内部温度をフレームアウト温度より低い温度に維持するステップと、熱交換媒体を通じて熱を伝達することによって燃料の反応室入口温度を燃料の自己発火温度より高い温度になるように維持するステップと、ガス混合物がガス混合物の自己発火温度より高い温度に達するまで入口に入るガスをガス混合物の自己発火温度より高い温度の媒体を通る第１の経路に導いて通すステップと、ガスを媒体を通る第２の経路に通して室出口に導くステップであって、第２の経路は一般的に第１の流路の反対側にある、ステップとを含む。
【０２２６】
いくつかの実施例において、反応室は、触媒なしで第１及び第２の流路のうちの少なくとも一方に沿ってガス混合物の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、反応室は、反応室の外で熱交換媒体を循環させることによってガス混合物のフレームアウト温度より低い温度で混合物の酸化を維持するように構成される。いくつかの実施例において、システムは、反応室出口からガスを受け入れ、ガスを膨脹させるように構成されたタービン又はピストン・エンジンのうちの少なくとも一方も備える。いくつかの実施例において、ガス混合物は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む。
【０２２７】
いくつかの実施例において、説明されている酸化装置は、低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとの混合物を有するガスを受け付けるように構成された反応室入口を備えることができる。ガス混合物は、ガス混合物の自己発火温度より低い温度になるように調節され得る。酸化装置は、ガス混合物の温度をガス混合物の少なくとも自己発火温度に高め、それによってガス混合物が自己発火できるようにし、ガス混合物の温度を、自己発火したガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成された温度制御装置を有することができる。
【０２２８】
本明細書で説明されている燃料を酸化するいくつかの方法において、これらの方法は、低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料を有するガスと高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤を含むガス、及び希釈剤を含むガスの群のうちの１つ又は複数と混合し、ガス混合物を形成するステップであって、ガスのすべてが混合されるガスのいずれの自己発火温度よりも低い温度にある、ステップと、ガス混合物の温度をガス混合物の少なくとも自己発火温度まで上昇させてガス混合物が自己発火するのを可能にするステップと、ガス混合物の温度を、自己発火するガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するステップとを含む。
【０２２９】
いくつかの実施例において、酸化装置は、低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料と高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料、酸化剤含有（ＯＣ）ガス、及び希釈剤含有（ＤＣ）ガスの群のうちの少なくとも１つとの混合物を有するガスを受け付けるように構成された入口を備えることができる。ガス混合物は、ガス混合物の自己発火温度より低い温度になるように調節され得る。制御装置（例えば、温度制御装置）は、決定された範囲の低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料及び高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料と混合された酸化剤とともにガスを含む第１のガス混合物の少なくとも自己発火温度までガスを加熱するように構成され得る。入口（例えば、インジェクタ）も、第１のガスが第１のガス混合物の少なくとも自己発火温度まで加熱された後に、ＬＥＣ燃料ガスとＨＥＣ燃料との第２のガス混合物を注入するように構成され得る。入口又はインジェクタは、一定の比のＬＥＣ及びＨＥＣガスを、ガスが反応室内に注入されたときに第１のガス混合物と実質的に同じ比のＬＥＣ及びＨＥＣガスを生成するように選択された注入速度で注入することができる。反応室は、注入された第２のガスを、酸化剤を含む加熱されたガスと、第２のガス混合物に対する発火遅延時間より短い時間で実質的に均質な第１のガス混合物を生成する速度で混合し、第１のガス混合物が自己発火することを可能にし、第１のガス混合物の温度を自己発火した第１のガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成され得る。
【０２３０】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている酸化の方法は、酸化剤を含むガスを、決定された範囲の低エネルギー含量（ＬＥＣ）燃料及び高エネルギー含量（ＨＥＣ）燃料と混合された酸化剤とともにガスを含む第１のガス混合物の少なくとも自己発火温度まで加熱するステップと、加熱した後に、ＬＥＣ燃料ガス及びＨＥＣ燃料の第２のガス混合物を注入するステップであって、ＬＥＣとＨＥＣガスとの比及び注入速度は、酸化剤を含む加熱されたガス中に注入されたときに実質的に同じ第１のガス混合物比をもたらすように選択されるステップと、注入された第２のガスを、酸化剤を含む加熱されたガスと、第２のガス混合物に対する発火遅延時間より短い時間で実質的に均質な第１のガス混合物を生成する速度で混合し、第１のガス混合物が自己発火することを可能にするステップと、第１のガス混合物の温度を、自己発火する第１のガス混合物が酸化している間にフレームアウト温度より低い温度に維持するステップとを含む。
【０２３１】
図１−１７Ａ及び１７Ｂは、本開示のいくつかの態様による構造化された反応要素８６４を備えるＧＯ反応室８６０を示す図である。図１−１７Ａは、この実例において、構造化された反応要素８６４の積み重ねを含む容器８６２の略図である。
【０２３２】
図１−１７Ｂは、円板８６６の厚みを通る複数の穴８６８を持つ円板８６６として形成される例示的な構造化された反応要素８６４を示している。いくつかの実施例において、円板８６６の縁は積層要素８６４間に間隙を形成するように隆起し、それにより、空気燃料混合物が反応要素８６４の積み重ねを通過するときに穴の間に空気燃料混合物を横方向に流すことを可能にする。容器８６２内に積み重ねられたときに、要素８６４は、隣接する要素８６４の穴８６８が一列に並ばないように中心点の周りにランダムに回転され、これによって要素８６４の積み重ねを通るより蛇行した経路を形成することができる。
【０２３３】
容器８６２（図１−１７Ａ）の内側の構造化された媒体の別の実例として、コージライトなどの押し出し成形金属又はセラミックは、出口２２６の近くの、流れの下流から流れの上流に熱を伝える働きをする。これは、入口空気燃料混合物６０４を自己発火温度より高い温度に加熱し、酸化反応を開始する働きをする。
【０２３４】
熱源としての徐酸化装置
図２−１は、本開示のいくつかの態様による工業プロセスにプロセス加熱を付与するために熱交換器１０１０に結合されている酸化装置２２４の概略図である。図２−１において、徐酸化反応ガス６０４は、酸化装置２２４内に入れられ、徐酸化の作用を受け、熱交換器１０１０を通過する生成ガス１０１５として離れ、廃熱がなされ、生成ガスは低い温度で排気１０３０として大気に排出される。熱交換器１０１０の他の通路に入るのは、低温の流体１０２０、例えば、空気、水、又は工業用流体であり、これが有利に加熱され、高温の流体１０２５として排出され、使用ポイント（図２−１に図示せず）へ流れる。熱交換器１０１０は、並行流、向流、直交流、又は本明細書で説明され、例示されている他の熱交換器オプション若しくは当技術分野で知られ得る他のものとして構成され得る。汚染物質を含まない高温ガスからなる、徐酸化反応生成物１０１５は熱交換器に送られ、有利には空気の流れを加熱して個人的な快適さが得られるように居住空間を暖房するか、又は家庭での使用のため一定分量の水を加熱するか、又は加熱を必要とする工業原料を加熱する。
【０２３５】
図２−２は、本開示のいくつかの態様によるプロセス材料１０５５を加熱するために加熱室１０５０に結合されている酸化装置２２４の概略図である。空気燃料混合物６０４は、酸化装置２２４内に入れられ、そこで、徐酸化の作用を受け、生成ガス１０１５として出て、その後、加熱室１０５０に進み、そこで材料１０５５が有利には高温ガスによって加熱され、その後、ガスは排気１０３０として加熱室から出て、大気中に排出される。材料１０５５は、有利な熱を使用して解凍、融解、蒸発、昇華、乾燥、焼き付け、硬化、焼結、又はか焼のうちの１つ又は複数によって処理され得る。類似の実施例（図２−２には図示せず）において、有害なレベルの酸素欠乏を防ぐのに十分な換気がなされている場合、高温の徐酸化反応生成物は、心地よい暖房のために占有空間内に送り込まれる。別の類似の実施例（図２−２には図示せず）において、高温の生成物は、吸収式冷凍機へ導かれ、吸収冷凍サイクル用に動力エネルギーを供給する。
【０２３６】
図２−３は、本開示のいくつかの態様による流体が通る内部熱交換器１０６０を備える酸化装置２２４の概略図である。熱交換器１０６０は、酸化装置２２４の反応室に内部的に配設される。空気燃料混合物６０４は、酸化装置２２４内に入れられ、徐酸化の作用を受ける。低温の流体１０２０が熱交換器１０６０内に入り、徐酸化プロセスによって発生する熱的エネルギーの一部が、熱交換器１０６０を通して流体に伝達される。冷却された生成ガスは、排気１０３０として排出される。高温の流体１０２５は、熱交換器１０６０から出て、使用ポイント（図２−３には図示せず）へ導かれる。酸化装置２２４の実例としての実施例は、管と内部的に一列に並ぶ容器を備え、空気は、管を通して運ばれる。
【０２３７】
いくつかの実施例において、熱交換器１０６０内で少なくとも部分的に蒸発する液体である低温の流体１０２０の１つを使用して酸化装置２２４の反応室から熱が奪われ、低温の流体１０２０はガスであるか、又は低温の流体１０２０は蒸発することなく温度が上昇する液体である。いくつかの実施例において、酸化装置２２４の反応室から奪われる熱の量は、低温の流体１０２０の流速を制御すること、高温の流体１０２５の流速を制御すること、又は低温の流体１０２０及び高温の流体１０２５のうちの少なくとも一方の温度を制御することのうちの１つ又は複数によって調節される。いくつかの態様において、低温の流体１０２０は、酸化装置２２４内の内部温度より低い温度にあり、反応室は、内部温度を空気燃料混合物６０４内の燃料の自己発火温度より高く、空気燃料混合物６０４内の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される。
【０２３８】
図２−４は、本開示のいくつかの態様による複数の内部熱交換器１０６０を備える酸化装置２２４の別の実施例の概略図である。図２−３と同様に、空気燃料混合物６０４は、酸化装置２２４内に入れられ、徐酸化が生じ、熱的エネルギーの一部が、徐酸化装置２２４の内部に配設されている、熱交換器１０７０を通して低温の流体１０２０に伝達される。いくつかの実施例において、熱交換器１０６０は、吸収しないと不完全な壁断熱を通して環境に失われるおそれのある有益な熱の多くを吸収するために酸化装置容器の外周に内部的に近いところに位置決めされる複数の熱除去表面（図２−４には図示せず）を備える。
【０２３９】
図２−５は、本開示のいくつかの態様によるプロセス材料のバッチが加熱される隣接反応ゾーン１０８０Ａ〜１０８０Ｃを有する複数の徐酸化ゾーン１０７５Ａ〜１０７５Ｃを備える酸化装置２２４の概略図である。空気燃料混合物６０４は、ガスからの徐酸化及び発熱エネルギーの解放が生じる徐酸化ゾーン１０７５Ａ〜１０７５Ｃへそれぞれ導かれる３つの個別の反応剤流１０９０Ａ、１０９０Ｂ、及び１０９０Ｃ内の酸化装置２２４内に入れられる。粒度の細かい工業原料（図２−５には図示せず）は、反応ゾーン１０８０Ａ〜１０８０Ｃ内に配設され、これらは、反応ガスによって流動化され、バッチ方式で有利に加熱される。熱除去表面の一部が、局部温度を内部コンポーネントへの損傷が生じ得るポイントより低い温度に下げるのに十分に有益な熱を徐酸化プロセスから吸収するように位置決めされる。徐酸化プロセスからの生成ガスは再結合されて単一の排気流１０３０になり、大気中へ排出されるか、又は他の最終用途に送られる。類似の実施例（図２−５には図示せず）において、徐酸化プロセスを内部コンポーネントに対して過熱及び損傷を引き起こすことなくより大きいエネルギー放出密度（及びそれによって、より小さい総反応器容積）で稼働させることができるように追加の熱除去表面を設ける。
【０２４０】
図２−６は、本開示のいくつかの態様によるプロセス材料１１０５の連続流が加熱される隣接反応ゾーン１１２０Ａ〜１１２０Ｃを有する複数の徐酸化ゾーン１０７５Ａ〜１０７５Ｃを備える酸化装置２２４の概略図である。図２−５のように、空気燃料混合物６０４は、ガスからの徐酸化及び発熱エネルギーの解放が生じる徐酸化ゾーン１０７５Ａ〜１０７５Ｃへそれぞれ導かれる３つの個別の反応剤流１０９０Ａ、１０９０Ｂ、及び１０９０Ｃ内の酸化装置２２４内に入れられ、その後に、生成ガス流が再結合して単一排気１０３０になり大気中に排出される。低温の未反応の粒度の細かい工業原料１１０５Ａ〜１１０５Ｃが、反応ゾーン１１２０Ａ〜１１２０Ｃに入れられ、それらの材料が、徐酸化反応ガスによって流動化され、酸化装置２２４から除去される有利に変性された状態１１１０Ａ〜１１１０Ｃまで連続的に加熱される。
【０２４１】
それぞれの反応ゾーン１１２０Ａ〜１１２０Ｃの下流側に、堰１０８５Ａ〜１０８５Ｃがあり、有利に加熱された粒度の細かい材料の一部を保持し、バランス１１１０Ａ〜１１１０Ｃを酸化装置２２４から排出することを許し、後で使用するため、変性材料が捕集される（図２−６には図示せず）。徐酸化プロセスの複数の段階のそれぞれは、材料１１０５Ａ〜１１０５Ｃそれ自体が徐酸化ガスからの熱による乾燥、硬化、焼結、焼成、又は他の熱誘発変性の作用を受けながら反応する徐酸化ガスと熱を同時に交換する、粒度の細かいプロセス材料の循環流動床の存在下で独立して実行される。粒度の細かい材料を有利に変性する循環流動床プロセスは、それぞれの徐酸化段階においてバッチ方式で、又は連続的に実行され得る。連続的プロセスでは、低温の未反応の粒度の細かい材料１１０５Ａ〜１１０５Ｃを加える速度は、徐酸化プロセスに、急冷及び消火が生じないように十分に小さい速度であるべきである。いくつかの実施例において、反応ゾーン１１２０Ａ〜１１２０Ｃに連続的に加えられる低温の未反応の粒度の細かい材料１１０５Ａ〜１１０５Ｃの質量速度は、反応ゾーン１１２０Ａ〜１１２０Ｃに入る徐酸化ガスの質量流速の１〜２０％である。
【０２４２】
図２−７Ａ及び２−７Ｂは、本開示のいくつかの態様による酸化装置要素１１５０の実例としての設計詳細を示す斜視図及び断面図である。２つの同心管１０５５及び１０６０がプロセス流路を形成するために使用され、入ってくる空気燃料混合物６０４が、より小さい管１０６０を通ってポイントＡの流れで内管１０６０内に入り、次いで、ポイントＢで内管１０６０を出て、内管１０６０と外管１０５５との間を逆流し、その一方で、徐酸化を継続し、次いで、完全に酸化された生成ガスとしてポイントＣのところで酸化装置要素１１５０から出る。空気燃料混合物６０４が内管１０６０を通って流れるときに、混合物は、管１０６０の外側を過ぎて逆流する高温の生成ガスによって管１０６０の壁を通じて加熱される。
【０２４３】
図２−８は、本開示のいくつかの態様による図２−７Ａ及び２−７Ｂの酸化装置内の温度のグラフである。ポイントＡにおける入ってくる空気燃料混合は、温度Ｔ１にある。混合物は、徐酸化反応が開始されたときに温度Ｔ２に内管１０６０と外管１０５５との間を逆流する高温のガスからの熱伝達によって内管１０６０を通る流れの初期部分において加熱される。徐酸化プロセスにおける化学エネルギーの発熱放出は、反応の大半がすでに生じているときに温度をＴ３に上げる。次いで、ガスが、２つの同心管１０５５と１０６０との間の中間セクションに入り、初期の流れに逆らって流れて戻る。ガス温度は、連続的な徐酸化によりわずかに上昇し続けるか、又は熱が外管１０５５に失われるときに減少し得る。次いで、ガスは移動を保ち、熱エネルギーを入ってくる（より冷たい）空気燃料混合６０４と、内管１０６０の壁を通して交換し、それによって、生成ガスをＴ４まで冷ます。
【０２４４】
図２−９は、本開示のいくつかの態様による図２−７Ａ及び２−７Ｂの酸化装置要素を使用する組み立て部を示す断面図である。組み立て部１２００は、この実例では、円筒形容器であるハウジング１２０５内に配設された複数の要素１１５０を備える。いくつかの実施例において、容器１２０５は、丸形とは異なる形状である。いくつかの実施例において、容器１２０５は加圧される。２つの中実断面板１２１０及び１２２０が、容器１２０５の内側を横切って位置決めされる。内管１１６０は、板１２１０を貫通し、外管１０５５は、板１２２０に取り付けられる。別々の通路１２２５が、板１２２０を通るように設けられている。容器１２０５を通って流れる空気燃料混合物６０４は、内管１０６０のそれぞれの中に入り、図２−７Ａ及び２−７Ｂに関してすでに説明されているように管１０６０及び１０５５を通り、次いで、外管１０５５の外側を通り過ぎ、通路１２２５を通る。空気燃料混合物６０４が生成ガスに変換されると、混合物は容器１２０５の同じ長さ分を通って３回移動する。つまり（１）内管１０６０を通る、（２）内管１０６０と外管１０５５との間を通る、及び（３）外管１０５５の外側と容器１２０５との間の容積部を通る、の３回である。これは、追加の熱交換を行い、酸化装置組み立て部１２００のより高い効率及びより小さい容積の実現を促す。
【０２４５】
レシプロ・エンジン用のシュネーペル・サイクル
図３−１は、本開示のいくつかの態様による例示的なシュネーペル・サイクル発電システム３０００の概略図である。図１−７の空気燃料混合物２０６ｅを参照しつつ説明されているようにＬＥＣ燃料、ＨＥＣ燃料、酸化剤、及び希釈剤の混合物を含む、空気燃料混合物３００５は、コネクティング・ロッド３０３２を通じて、往復運動するシリンダーを有する従来の内燃エンジンに見られるクランクシャフトに一般的に類似するクランクシャフト３０３４に結合されるピストン３０３０ａを有する圧縮機シリンダー３０１０に供給される。いくつかの態様において、圧縮機シリンダー３０１０は、組み立て部として、往復運動するシリンダーを有する従来の内燃エンジンの部分に一般的に類似する破線ボックス３０３６によって示されているような駆動組み立て部３０３６の一部である。ピストン３０３０ａが圧縮機シリンダー３０１０内で下降すると、空気燃料混合物３００５が制御可能な吸気弁（図３−１には図示せず）を通して内部空間３０１５内に引き込まれる。ピストン３０３０ａがその行程の底点の近くにあるときに、吸気弁は閉じる。ピストン３０３０ａが上昇すると、内部容積３０１５は縮小し、それによって空気燃料混合物３００５が圧縮される。ピストン３０３０ａが指定点に到達すると、出口弁（図３−１には図示せず）が開き、内部空間３０１５を管路３０４０に接続し、それによって、圧縮された空気燃料混合物３００５を管路３０４０内に流し込むことができる。この実例では、圧縮された空気燃料混合物３００５は、復熱装置３０４５を通過し、次いで、管路３０５０を通って、熱交換器３０５５内に入り、次いで、管路３０６０内に入り、酸化装置２２４内に入る。
【０２４６】
すでに説明されているように、空気燃料混合物３００５は、酸化装置２２４内で徐酸化され、管路３０６５内に高温の燃焼生成ガスとして存在する。この高温ガスは、熱交換器３０５５の第２の側部に送られ、この高温ガスは、その熱的エネルギーの一部を入ってくる空気燃料混合物３０５０に伝達する。次に、生成ガスは管路３０７０を通って膨脹器シリンダー３０２０の内部空間３０２５内に流れ込む。
【０２４７】
動作時に、入口弁（図３−１には図示せず）は、高温の圧縮生成ガスが内部空間３０２５内に流れ込むことができるようにピストン３０３０ｂが上死点のところ、又はちょうど過ぎたところにあるときに開く。クランクシャフト３０３４が回転し、ピストン３０３０ｂが膨脹器シリンダー３０２０内で下降すると、高温の圧縮生成ガスは、内部空間３０２５内に流れ込み続け、それによって、行程全体について内部空間３０２５内の一定圧力を維持する。
【０２４８】
動作のいくつかの態様において、入口弁は、ピストン３０３０ｂがその行程の底点に到達する前に閉じる。ピストンがこの中間点から下死点まで移動するときに、キャビティの容積が膨脹するのでガス圧力は減少し、冷える。
【０２４９】
圧縮機シリンダー３０１０及び膨脹器シリンダー３０２０は、共通のクランクシャフト３０３４に結合され、互いからクランクシャフト３０３４の約１８０度の回転からオフセットされる、つまり、ピストン３０３０ｂは、ピストン３０３０ａがその行程の底点にあるときにその行程の頂点にある。圧縮機シリンダー３０１０の内部空間３０１５内の空気燃料混合物３００５が、最初に、この実例では、大気圧下にあり、内部空間３０２５内の圧力が、圧縮機シリンダー３０１０内の圧縮行程の終わりに達する最高圧力であるか、又は近くであるときに、ピストン３０３０ｂが下降し、ピストン３０３０ａが上昇している間に１８０度の回転の大部分について力の不均衡がある。クランクシャフト３０３４の回転を駆動するのがこの力の不均衡である。この力は、ジェネレータ４１６の回転も駆動し、これにより電力が生じる。いくつかの態様において、ジェネレータ４１６は、電気を発生するものである。いくつかの態様において、ジェネレータ４１６は、圧縮流体を発生するか、又は機械仕事を生成する。圧縮機シリンダー３０１０のピストン３０３０ａがその行程の頂点に到達すると、内部空間３０１５内の圧力が内部空間３０２５内の圧力にほぼ等しくなる短い期間がある。この期間中に真の駆動力はないが、回転慣性を高めるためにフライホイール（図３−１には図示せず）を備え得る、回転するクランクシャフトの慣性力により、クランクシャフトは上死点を超えて移動し、その後、圧縮機シリンダー３０１０は、新しい空気燃料混合物３００５内に引き込み、膨脹器シリンダーはガスを内部空間３０２５から管路３０８０を通し、復熱装置３０４５を通して排気し、その後、ガスは排気３０８５として排出される。
【０２５０】
いくつかの態様において、駆動組み立て部３０３６は、空気燃料混合物３００５を受け入れる取り入れ口を有するスプリット・サイクル・レシプロ・エンジンとして参照され、圧縮機シリンダー３０１０は、レシプロ・エンジンに結合された圧縮室として参照され、内部空間３０１５は、往復運動ピストン室として参照される。いくつかの態様において、酸化装置２２４は、第１の入口を介して圧縮室から混合物を受け入れ、混合物の酸化を混合物のフレームアウト温度より低い、触媒なしで混合物を十分に酸化できる内部温度に維持するように構成された酸化室として参照される。いくつかの態様において、膨脹器シリンダー３０２０は、酸化室から加熱された酸化生成ガスを受け入れ、膨脹室内の生成ガスを膨脹させ、それによりレシプロ・エンジンを駆動する膨脹室として参照される。
【０２５１】
図３−２は、本開示のいくつかの態様による図３−１の発電システム３００の概念図である。エンジン組み立て部３０３６は中央に搭載され、酸化装置２２４が復熱装置３０４５及び熱交換器３０５５を通して一端に取り付けられている。この実例では、離れた場所の埋立地２０２（図３−２には図示せず）などからのＬＥＣ燃料は、管路３００７に通されて送られ、空気燃料混合物３００５が指示されたボックス内に生成される。
【０２５２】
図３−３は、本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システム３１００の別の実施例の概略図である。システム３１００の多くの要素は、システム３０００に共通しており、その説明を図３−３に関して繰り返さない。システム３１００は、圧縮機３１０５に結合されたタービン３１１０を備える。圧縮機３１０５は、ピストン圧縮機３０１０の圧縮比が、圧縮機３１０５がピストン圧縮機３０１０からの放出物をシステム圧力にするのに十分な圧縮をもたらすシステム３０００と比較して低くなるように往復運動ピストン圧縮機３０１０と直列に機能する。いくつかの態様において、システム３１００のシステム圧力は、システム３０００のシステム圧力よりも高く、それにより効率を改善する。圧縮機３１０５の放出物は、熱交換器３０５５を通り、酸化装置２２４内に入る。酸化装置２２４の放出物は、タービン３１１０を通り、その後、熱交換器３０５５を通り、次いで、ピストン膨脹器３０２０内に入り、その後、圧縮ガスが環境に排出される。システム３１００内の、図３−３に示されている、さまざまな番号を振られたポイントにおける流体の絶対圧力及び温度は、図３−３の図面の下の表に例示として掲載されている。
【０２５３】
図３−４は、本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システム３１５０の別の実施例の概略図である。システム３１５０の多くの要素は、システム３１００に共通しており、その説明を図３−４に関して繰り返さない。この実例では、空気燃料混合物３００５は、圧縮機３１０５によって圧縮され、システム３１００の構成を逆にしたものである、ピストン圧縮機３０１０に供給される。システム３５００内の、図３−４に示されている、さまざまな番号を振られたポイントにおける流体の圧力及び温度は、図３−４の図面の下の表に掲載されている。
【０２５４】
図３−５は、本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システム３２００の別の実施例の概略図である。システム３２００の多くの要素は、すでに提示されているシステムに共通しており、その説明を図３−５に関して繰り返さない。この実施例では、酸化装置２２４からの放出物は、ピストン膨脹器３０２０に送られ、次いで、熱交換器３０５５を通り、タービン３１１０に入り、その後、ガスが排出される。
【０２５５】
図３−６は、本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システム３２５０の別の実施例の概略図である。システム３２５０の多くの要素は、すでに提示されているシステムに共通しており、その説明を図３−６に関して繰り返さない。この実施例では、空気燃料混合物３００５は、タービン駆動圧縮機３１０５内で圧縮され、次いで、ピストン圧縮機３０１０内でさらに圧縮される。酸化装置２２４からの排気は、熱交換器３０５５を通り、次いで、ピストン膨脹器３０２０を通り、その後、タービン３１１０に通され、排出される。
【０２５６】
図３−７は、本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システム３３００の別の実施例の概略図である。システム３３００の多くの要素は、すでに提示されているシステムに共通しており、その説明を図３−７に関して繰り返さない。この実施例は、酸化装置２２４からの放出物がピストン膨脹器３０２０に送られ、次いで熱交換器３０５５に入ることを除きシステム３２５０に類似している。
【０２５７】
図３−８は、本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システム３３５０の別の実施例の概略図である。システム３３５０の多くの要素は、すでに提示されているシステムに共通しており、その説明を図３−８に関して繰り返さない。この実施例は、酸化装置２２４からの放出物が熱交換器３０５５に送られ、次いでタービン３１１０を通り、それからピストン膨脹器３０２０に到達し、その後ガスが排出されることを除きシステム３２５０に類似している。
【０２５８】
図３−９は、本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システム３４００の別の実施例の概略図である。システム３４００の多くの要素は、すでに提示されているシステムに共通しており、その説明を図３−９に関して繰り返さない。この実施例は、酸化装置２２４からの放出物が熱交換器３０５５に送られ、次いでタービン３１１０を通り、それからピストン膨脹器３０２０に到達し、その後ガスが排出されることを除きシステム３２００に類似している。
【０２５９】
図３−１０は、本開示のいくつかの態様によるシュネーペル・サイクル発電システム３４５０の別の実施例の概略図である。システム３４５０の多くの要素は、すでに提示されているシステムに共通しており、その説明を図３−１０に関して繰り返さない。この実施例は、酸化装置２２４からの放出物が熱交換器３０５５に送られ、次いでピストン膨脹器３０２０を通り、それからタービン３１１０に到達し、その後ガスが排出されることを除きシステム３２００に類似している。
【０２６０】
徐酸化を使用するプロセス機器
図４−１は、本開示の特定の態様による三段階徐酸化装置流体加熱装置システム４０００の概略図である。予混合された空気燃料混合物４００５は、直列に並ぶ３つの酸化装置４０１０ａ、４０１０ｂ、及び４０１０ｃに供給される。いくつかの態様において、３つの酸化装置４０１０ａ、４０１０ｂ、及び４０１０ｃは、サイズ及び構成の点で異なる。いくつかの態様において、３つの酸化装置４０１０ａ、４０１０ｂ、及び４０１０ｃは、実質的に同一である。空気燃料混合物４００５は、第１の酸化装置４０１０ａ内に入り、そこで、燃料が空気中の酸素の一部によって消費され、高温の燃焼生成物４０３５ａが生成される。生成物４０３５ａは酸素を含み、酸化装置に対する燃料の割合は希薄、つまり過剰空気であった。高温の燃焼生成物４０３５ａは、第１の流体熱交換器４０２０ａに導き通され、熱が高温の燃焼生成物４０３５ａから熱伝達流体、この実例では水４３０に伝達され、より温度の高い流体として、この実例では蒸気４０４０として排出される。いくつかの態様において、水４３０の代わりに油又はガスなどの熱伝達流体が供給され、放出物は高温の熱伝達流体である。
【０２６１】
いくつかの態様において、第１の酸化装置４０１０ａは、第１の燃料、つまり、空気燃料混合物４００５の燃料成分の徐酸化を、触媒なしで第１の反応室内で維持し、その一方で、第１の反応室内の第１の内部温度を第１の燃料のフレームアウト温度より低い温度に維持するように構成された第１の反応室として参照される。
【０２６２】
次いで生成ガス４０３５ａは、第２の酸化装置４０１０ｂ内に入り、ＬＥＣ燃料４００７と混合される。いくつかの態様において、ＬＥＣ燃料４００７は、酸化剤、希釈剤又は燃焼排ガス、及びＨＥＣ燃料（図４−１ではいずれも図示せず）のうちの１つと混合され、その後、酸化装置４０１０ｂに送られる。その結果得られる混合物の燃料は、混合物中の酸素の一部によって消費され、高温の燃焼生成物４０３５ｂが生成される。高温の燃焼生成物４０３５ｂは、第２の流体加熱装置４０２０ｂ内に導かれ、熱は、高温の燃焼生成物４０３５ｂから第１の熱交換器４０２０ａからの蒸気４０４０と混合される蒸気４０４０として排出される水４３０の別の流れに伝達される。
【０２６３】
いくつかの態様において、第２の酸化装置４０１０ｂは、第２の燃料、つまり、高温の燃焼生成物４０３５ａ中に残っている燃料及び新たに導入されたＬＥＣ燃料４００７の徐酸化を、触媒なしで徐酸化プロセスにおいて維持するように構成された第２の反応室として参照される。いくつかの態様において、第２の酸化装置４０１０ｂは、制御装置（図４−１には図示せず）の一部であるプロセッサに結合された酸素センサー（図４−１には図示せず）を備え、プロセッサは、酸素含有量レベルを判定するように構成される。
【０２６４】
次いで、生成ガス４０３５ｂ、又は燃焼排ガスは、第３の酸化装置４０１０ｃ内に入り、追加のＬＥＣ燃料４００７と混合される。いくつかの態様において、酸化装置４０１０ｃに送られるべきＬＥＣ燃料４００７は、酸化剤、希釈剤又は燃焼排ガス、及びＨＥＣ燃料（図４−１にはいずれも図示せず）のうちの１つと混合され、その後、酸化装置４０１０ｃに供給される。いくつかの態様において、酸化装置４０１０ｃに供給される空気燃料混合物は、酸化装置４０１０ｂに供給される空気燃料混合物と異なる。酸化装置４０１０ｃ内のその結果得られる混合物中の燃料は、混合物中の酸素の一部によって消費され、高温の燃焼生成物４０３５ｃが生成される。これらの高温の燃焼生成物４０３５ｃは、第３の流体熱交換器４０２０ｃ内に導かれ、熱は、高温の燃焼生成物４０３５ｃから、第１及び第２の熱交換器４０２０ａ及び４０２０ｂからの蒸気４０４０と混合される蒸気４０４０として排出される水４３０の別の流れに伝達される。
【０２６５】
徐酸化、ガス温度を下げるための流体への熱伝達、新しい燃料の導入（図４−１）の複数の段階が、ガス温度を熱ＮＯｘ温度閾値より低い温度に制限し、高温の燃焼生成物４０３５ｃから排出する酸素の量を減らすために使用され得る。燃料４００５及び４００７から蒸気４０４０に伝達されるエネルギーの量によって測定したときの高い効率により、高温の燃焼生成物４０３５ｃを介してシステム４０００から出る酸素含有量が可能な限り低く、典型的には３〜５体積％になることが規定される。これはまた排出する高温の燃焼生成物４０３５ｃが可能な限り冷えていることも規定する。１つのステップで燃料を酸化することを試みるとすれば、燃空比は、理論燃空比の値に近くなり、高温を生じることになるであろう。例えば、化学量論的な割り当てにおけるメタンの断熱反応温度は、１９１８℃（３４８４°Ｆ）であり、熱ＮＯｘの形成に対する１２６０℃（２３００°Ｆ）の閾値を十分に超える。図４−１の段階的プロセスは、さらに多くの燃料が導入され、酸化され得るように３つの酸化装置４０１０ａ、４０１０ｂ、４０１０ｃからのさまざまなガス流４０３５ａ、４０３５ｂ、４０３５ｃを冷却し、酸素の大部分は、高温及び熱ＮＯｘを生じることなく、Ｈ２Ｏ及びＣＯ２の形態でシステムから取り除かれ得る。
【０２６６】
投入源、この実例では水４３０から、放出物、この実例では蒸気４０４０への流体流の他の構成は、当業者には明らかであろう。システム４０００は、備える酸化装置及び熱交換器の数を加減することができる。１つ又は複数の熱交換器４０２０ａ、４０２０ｂなどを直列に連結して、放出流体の温度を高めることができる。それぞれの酸化装置４０１０ａ、４０１０ｂなどに供給される空気燃料混合物は、異なっていてもよく、燃焼生成物流４０３５ａ、４０３５ｂなどの中の酸素の測定結果に応じて調節可能であるものとしてよい。
【０２６７】
徐酸化装置の流体加熱装置配置構成４０００は、３つの段階による燃料及び空気の効率的な酸化、並びに流体による熱的エネルギーの取り込みを円滑にする。第一段階は、燃料の徐酸化を可能にし、第１の流体加熱装置内に送り込まれる高温の低排出生成ガス流を生成する第１の徐酸化装置を備え、第１の流体流は、有利に加熱される。第１段階の酸化装置４０１０ａに入る燃料空気混合物４００５の逆火及び爆発の発生する可能性を低減するか、又はなくすために、空気燃料混合物４００５中の燃料の濃度が、燃料の可燃下限濃度の約２０〜９０％に制限される。いくつかの態様において、燃料含有量を２５〜５０％に制限することが望ましい。いくつかの態様において、空気燃料混合物４００５の許容可能な燃料濃度を制限する適用可能な火災安全標準があり得る。
【０２６８】
第１の酸化装置４０１０ａ内の燃料の酸化の後、生成ガス４０３５ａは、約８１６〜１２６０℃（１５００〜２３００°Ｆ）の温度で、約１１〜１９％の酸素に加えて、二酸化炭素及び水蒸気を含む。いくつかの態様において、酸化プロセスは、生成ガス４０３５ａの温度が８７１〜１０９３℃（１６００〜２０００°Ｆ）となるように制御される。その熱の一部を熱交換器４０２０ａ内の熱伝達流体に伝えた後、生成ガス４０３５ａは、３７１〜７０４℃（７００〜１３００°Ｆ）、好ましくは４８２〜６４９℃（９００〜１２００°Ｆ）の温度にある。そのような低い温度において、燃料流４００７は、７６０℃（１４００°Ｆ）以上の温度で生じ得る、即時反応の作用を受けることなく生成ガス４０３５ａにブレンドされ得る。それにもかかわらず、混合された生成ガス４０３５ａ及び燃料４００７の温度は、０．０１から５秒の発火遅延の後に酸化反応を開始するのに十分に高い。いくつかの態様において、発火遅延は、０．１〜０．５秒である。
【０２６９】
発火遅延が生じた後に、混合物は燃料の効率的な酸化を生じさせるのに好ましい位置にある第２の酸化装置４０１０ｂに入っていることになる。第２の酸化装置４０１０ｂは、第２の流体加熱装置４０２０ｂに送り込まれる好ましくは８７１〜１０９３℃（１６００〜２０００°Ｆ）の範囲内の温度で２〜１６％の酸素を含む生成ガス流４０３５ｂを生成し、その熱的エネルギーの一部は、熱伝達流体に伝えられる。次いで、生成ガス４０３５ｂの温度は、４８２〜６４９℃（９００〜１２００°Ｆ）に下げられ、ＬＥＣ燃料４００７の第２の流れは、早すぎる反応を起こすことなく生成ガス４０３５ｂ中でブレンドされる。燃料４００７と生成ガス４０３５ｂとの混合物が、第３の酸化装置４０１０ｃ内に入り、酸化プロセスを繰り返し、１．５〜１４％の酸素を含む排ガス４０３５ｃを生成する。いくつかの態様において、２から８段階の範囲の徐酸化とその後の流体加熱を組み合わせることができ、最終目標は１．５〜５％の酸素を含む最終生成ガス流を約６６〜３７１℃（１５０〜７００°Ｆ）で生成することである。いくつかの態様において、最終生成ガスの温度は、約１２１〜２０４℃（２５０〜４００°Ｆ）である。加熱された流体流は、図４−１に示されているように一緒に組み合わされ得るか、又は別にされ得る。
【０２７０】
図４−２は、本開示の特定の態様による三段階徐酸化装置流体加熱装置システム４１００の別の実施例の概略図である。空気燃料混合物４００５は、第１の酸化装置４１１０ａ内に入り、燃料は、第１の蒸気コイル４１２０ａを通過し、液体水４１３０ａの流れを沸騰させて飽和蒸気４１０５を形成する熱を発生する空気燃料混合物４００５中の酸素の一部によって消費される。冷却された生成ガス４０３５ａは、第１の酸化装置４１１０ａから出て、追加のＬＥＣ又はＨＥＣ燃料及び希釈剤４００７と混合され、その後、混合物は第２の徐酸化装置４１１０ｂ内に入る。第１の酸化装置４１１０ａ内の反応と同様に、燃料生成ガス混合物中の燃料は、第２の蒸気コイル４１２０ｂを通過し、液体水４１３０の第２の流れを沸騰させて飽和蒸気４１０５を形成する熱を発生する混合物中の酸素の一部によって消費される。冷却されたガス４０３５ｂは、第２の酸化装置４１１０ｂから出て、追加の燃料４００７と混合され、その後、混合物は、第３の酸化装置４１１０ｃに入り、プロセスが繰り返され、第３の蒸気コイル４１２０ｃ内の液体水４１３０を加熱し、飽和蒸気４１０５を形成する。
【０２７１】
当業者には、流体加熱装置システム４１００は、さまざまな熱伝達流体とともに使用できることは明らかであろう。例えば、油を使用して、酸化装置４１１０Ａ、４１１０ｂなどのうちの１つ又は複数の中から熱を吸収することができる。異なる種類の熱交換流体の分離した流れが、酸化装置４１１０ａ、４１１０ｂなどのうちの１つ又は複数に個別に供給され、また外部システム（図４−２には図示せず）によって別に使用するために供給され得る。いくつかの態様において、熱交換コイル４１２０Ａ、４１２０Ｂなどのうちの１つ又は複数が直列に連結され得る。
【０２７２】
部分的に冷却された生成ガス４０３５ｃは、エコノマイザー４１４０内に送り込まれ、生成ガス４０３５ｃ中の利用可能な熱は、サブクール液体水の流れ４１５０の温度を水の飽和温度よりわずかに低い温度に高める。冷却された生成ガス４０３５ｄは、大気中に排出される。
【０２７３】
図４−１のより一般的な流体加熱装置と同様であるが、システム４１００の際立った特徴の１つは、流体加熱素子、つまり、蒸気コイルを徐酸化装置と同じユニット内に取り付けることである。それぞれの段階の出口における好ましい温度範囲及び酸素レベルは、前の実施例と同じである。大気中に排出される前にガスから可能な限り熱を抽出するために、最終的な熱回収ユニット、つまり、エコノマイザー４１４０が、生成ガス流のテールエンドに加えられる。蒸気コイル４１２０ａ、４１２０ｂ、４１２０ｃは、酸化装置４１１０ａ、４１１０ｂ、４１１０ｃの多孔質セラミック床内に埋め込まれ得るか、又はこの床の頂部の上にぶら下げられ得る。いくつかの態様において、追加の床の高さ又は多孔質部分的放射線シールドが、徐酸化ゾーンと蒸気発生ゾーンとの間に追加され、これは、徐酸化反応が完了する前に蒸気コイル４１２０ａ、４１２０ｂ、４１２０ｃの比較的低温の表面によってガスが急冷されないようにするのに役立ち得る。
【０２７４】
図４−３は、本開示のいくつかの態様による一段階復熱蒸気発生システム４２００の概略図である。空気４２１０は、復熱装置３０４５の低温側に導かれ、そこで、空気は熱を受け取り、ＬＥＣ燃料４２２０が追加される酸素を減らした再循環生成ガス流４２２５と組み合わされる予熱された空気流として出る。いくつかの態様において、ＬＥＣ燃料４２２０は、ＨＥＣ燃料を含む。いくつかの態様において、ＬＥＣ又はＨＥＣ燃料は、復熱装置３０４５内に入る前に空気４２１０と混合され得る。
【０２７５】
空気燃料希釈剤混合物が、酸化装置２２４内に入り、そこで、燃料は酸素の一部によって消費され、熱を生成する。
【０２７６】
液体水流４２３０は、エコノマイザー３０５５内で加熱されて、熱水流を形成し、これは蒸気コイル４２４０へ導かれる。酸化プロセスからの熱の一部は、蒸気コイル４２４０を通り、熱水中に伝えられ、それによって、蒸気４２４２を発生して、有利に使用できる。部分的に冷却された生成ガスは、酸化装置２２４から出て、２つの流れに分けられる。生成ガスの一部は、再循環ブロワー４２４５に通され、生成ガスがわずかに高い圧力で出て、上述のように空気燃料流と組み合わされる。生成ガスの残り部分は、エコノマイザー３０５５を通過し、そこで、さらに熱が除去され、それによって、入ってくる水４２３０を加熱し、次いで、冷却された生成ガスが、復熱装置３０４５の高温側を通過し、そこで、さらに熱が除去され、それによって、入ってくる空気４２１０を加熱し、その後、完全に冷却された生成ガスが大気中に出る。
【０２７７】
システム４２００は、生成ガス４２２５の再循環を通じて酸化装置２２４に入る混合物の酸素濃度を１２％未満に、好ましくは９％未満に維持することによって予混合された空気燃料混合物の逆火及び爆発を抑制する。再循環により、酸化装置の入口温度は３７１〜７０４℃（７００〜１３００°Ｆ）、好ましくは４８２〜６４９℃（９００〜１２００°Ｆ）の範囲内にされる。再循環を通じて、この実施例では、排気流の１．５〜４．０倍、好ましくは２．０〜３．０倍に等しい酸化装置を通る総高温ガス流速も発生する。高温ガス流速が大きければ大きいほど、酸化装置２２４内により大きな熱伝達表面積を設けることができ、また発生する蒸気の量も増える。また、蒸気コイルへの熱伝達を行うガス流の比熱（ｃｐ）は、より少ないＣＯ２、より少ないＨ２Ｏ、より多くのＯ２を有する酸化生成物の比熱より大きい。比熱が大きければ大きいほど、低温の流れと高温の流れとの間の温度差を固定した場合に、熱伝達の潜在性は高まる。
【０２７８】
システム４２００は、水４２３０の温度を沸点のすぐ下の温度まで上げることによって生成ガス流から熱を回収するエコノマイザー３０５５を組み込む。システム４２００は、燃焼用空気を酸化装置２２４内に入る前に予熱することによって追加の熱を回収する復熱装置３０４５も組み込む。この復熱装置３０４５は、酸化装置２２４内の徐酸化プロセスを開始するために加えられる補助加熱の量を減らすか、又はなくし、排気中の熱の損失も減らす。
【０２７９】
図４−４は、本開示の特定の態様による二段階水管型の水蒸気発生システム４３００の概略図である。空気燃料混合物４００５は、酸化装置４３２１の底部入口のところに供給される。空気燃料混合物４００５は、スパージャー・ツリー４３２２を通って流れ、多孔質媒体５１２内に入り、そこで、徐酸化が生じ、すべての燃料が酸素の一部によって消費される。高温生成物燃焼排ガスの一部４３１５が、床５１２から出て、蒸気コイル４３２５を通過し、そこで、熱がガスから除去され、その一方で、高温ガスのより小さい部分４３１４が中核ゾーンを通過するが、そのゾーンでは、蒸気コイルは配置されず、また熱は除去されない。第１の蒸気コイル４３２５は、エンクロージャの外周上に配置構成され、これにより、エンクロージャの中心軸の付近で上方に流れる生成ガス４３１４は、高温のままとなり、上側セクション内でちょうど発生する第２段階の徐酸化に対する発火源として働く。
【０２８０】
追加のＬＥＣ燃料又はＨＥＣ燃料は、希釈剤４２２０とともに、酸化装置４３２１の中間ゾーン内に注入され、生成ガス４３１５と混合されて、コーン４３２４の壁を貫通する複数の水平スポークを通る逆さのスパージャー・コーン４３２４に入る酸化剤希釈剤燃料混合物４３１６を形成する。これらのスポークは、混合物４３１６をほぼ均一に分配するための複数の注入穴を有する。高温ガス部分４３１４は、底部の開口部を通って逆さのスパージャー・コーン４３２４内に入り、混合物の流れ４３１６の徐酸化を開始し、それによって追加の燃料を消費し、酸素を減らした高温生成物流４３１７を発生する働きをする。
【０２８１】
生成物流４３１７は、蒸気コイル４３２６に通され、そこで、熱が生成物流４３１７から除去され、次いで、生成物流４３１７が冷却された生成ガス４３１８として酸化装置４３２１から出る。ほぼ飽和している状態の水４３５３が、蒸気コイル４３２５及び４３２６のそれぞれの中に入れられ、飽和蒸気流４３５４として出る。二段階水管型徐酸化装置蒸気発生器４３００は、単一のエンクロージャ内に配置構成され、第２段階においてガス圧力を低下させるための手段を備える。垂直のエンクロージャは、燃料を酸化し、高温の生成ガス流を形成するための第１の徐酸化装置と、その後に続く、生成物流から熱を除去するための蒸気コイル（水管）の第１のセットとを組み込む。
【０２８２】
最終コイル４３２６へ導かれる水又は蒸気の量は、排気４３１８として大気中に排出される前にガス流４３１７からできる限り熱を除去するために前の段階よりも多いとよい。生成ガスの温度を一次又は中間段階から出るときに４８２℃（９００°Ｆ）より高い温度に維持することが望ましいが（４３１６）、温度を４８２℃（９００°Ｆ）より低くすることは、４８２℃（９００°Ｆ）より高い温度を必要とする後続の徐酸化装置がないため多段階システムのまさに最後の段階では問題ではない。蒸気発生表面積及び／又はエコノマイザー表面積は、最終段階で熱を除去するという目的を達成するのに望ましい程度の大きさとすることができる。
【０２８３】
図４−５は、本開示の特定の態様による二段階煙管型の水蒸気発生システム４４００の概略図である。空気燃料混合物４００５は、スパージャー・ツリー４４２２の底のゾーンに入る。空気燃料混合物４００５は、スパージャー・ツリー４４２２を通って流れ、多孔質セラミック床５１２内に入り、そこで、徐酸化が生じ、すべての燃料が酸素の一部によって消費される。高温の生成ガス４４１９が多孔質媒体５１２から出て、煙管４４２５内に入り、そこで、熱が周囲の水４４５１によってガスから除去される。
【０２８４】
追加のＬＥＣ又はＨＥＣ燃料４２２０及び適宜希釈剤（図示せず）は、冷却された生成物流４４１９と混合されて、酸化剤希釈剤燃料混合物を形成し、これは第２のスパージャー４４２６及び多孔質媒体の第２の床５１２内に入れられ、追加の燃料が消費され、酸素を減らした高温の生成物流４４１５が生成されて、煙管４４２９に通され、そこで、熱が周囲の水４４５１によって除去される。冷却された生成ガス４４１５は、プレナム４４３０内に回収され、冷却された排気流４４１７として酸化装置から出る。２つの徐酸化ゾーンは、徐酸化反応の望ましくない急冷を引き起こす反応ガスの過剰冷却を防ぐために絶縁壁４４２４、４４２８を有する。サブクール又はほぼ飽和している状態の水４４５１が、徐酸化装置のエンクロージャ４４０１内に入れられ、飽和蒸気４４５２として出る。いくつかの態様において、蒸気４４５２を沸点より実質的に高い温度に過熱するために、さらに加熱表面が加えられる。いくつかの態様において、水４４５１は加圧されて、より高い飽和蒸気温度に至る。
【０２８５】
出口ガス温度を１２１〜２０４℃（２５０〜４００°Ｆ）に下げながら最終排ガス流中の酸素を１．５〜５．０％に低減することによって、全体的なサイクル効率が、８５〜９０％と見積もられるが、これは８０〜８６％のサイクル効率で動作する従来の蒸気発生器に勝る改善であることを表している。サイクル効率の増大は、同じ有用な熱出力に対する燃料使用量の低減に対応している。
【０２８６】
徐酸化温度を約１２６０℃（２３００°Ｆ）より低い温度、好ましくは１０９３℃（２０００°Ｆ）より低い温度に維持することによって、熱ＮＯｘの形成が低減される。従来のバーナーは、最高反応温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超える火炎を有し、徐酸化プロセスに比べて実質的に多いＮＯｘを発生する。
【０２８７】
いくつかの態様において、電熱素子（図４−５には図示せず）は、酸化装置の一方又は両方の段階の入口に配置され、その場所での空気燃料混合物４００５又は酸化剤希釈剤燃料混合物の酸化を開始するのを助ける。
【０２８８】
いくつかの態様において、多孔質セラミック媒体５１２は、量を減らされるか、又は存在せず、反応温度は、開放容積において高温に進ませることができる。さらに、多孔質媒体が取り出された場合、流れ全体のうちのより大きな部分が最終スパージャー４４２６に分配され得る。
【０２８９】
いくつかの態様において、内圧は、管路圧力のみを使用して、つまり、ガス増圧器なしで、それぞれの段階に燃料を加えることができる十分に低い温度に維持される。
【０２９０】
いくつかの態様において、エコノマイザー又は復熱装置（図４−４又は４−５には図示せず）が追加され、これにより、生成ガスからの燃焼の水分を液化するか、或いは水を気相のままにする。
【０２９１】
いくつかの態様において、図１−１３に示されているシステムに類似している流動床（図４−４又は４−５には図示せず）で多孔質媒体５１２を置き換えることで、酸化装置４３２１、４４０１内の熱帰還及び発火を円滑にするだけでなく、蒸気コイルへの熱伝達も高める。他のオプションとして、図１−１５及び１−１６Ａ／１−１６Ｂに示されているシステムに類似する、燃焼排ガス再循環媒体及び構造化媒体が挙げられる。
【０２９２】
図４−６は、本開示のいくつかの態様によるスパージャーを有する徐酸化システム４６００を通る流れを示す概略図である。図４−６のプロセス及び要素は、図１−１２のシステム４５００に関して説明されており、そこでは、ステップ１〜６が実行され、システム４５００のポイントＡから放出物を受け取るように示されている。いくつかの態様において、空気４６０２及び燃料４２２０は、例えば、システム４５００の混合装置４５１０に類似する混合装置を使用して混合され、図４−６におけるポイントＡに代わって供給される。ポイントＡから入るガス混合物は、以下のプロセス・ステップの作用を受ける。
７．下側セクションを出る高温ガスは、部分４３１５と４３１４とに分割され、部分４３１５は、図４−４のコイル４３２５などの熱交換器に通され、熱の一部が高温ガスから抽出され、それによって、ガスは自己発火温度に近い温度に冷却される。この段階では、抽出された熱を使用して蒸気を発生するか、又は別の液体を蒸発させる。
８．この実例では、燃料４２２０が、両方の流れ４３１４及び４３１５内に注入される。４３１４部分は、それぞれの段階４６３０において混合される部分内で徐酸化を開始できる十分に高い温度にある。
【０２９３】
ハイブリッド・サイクル及び徐酸化
図５−１は、本開示のいくつかの態様による蒸気発生及び追加の燃料注入の機能を組み込んだ例示的な徐酸化システム５１００の概略図である。圧縮機４１０は、図１−９にすでに示されているように、タービン４１４及びジェネレータ４１６にさらに結合されるシャフトに結合される。空気燃料混合物５１０２は、圧縮された空気燃料混合物２０６ｆをタービン排気４２０からの熱でこの混合物２０６ｆを加熱する熱交換器４１８に供給する圧縮機４１０に送られる。高温の圧縮された混合物２０６ｇは、酸化装置２２４内に運ばれる。いくつかの態様において、追加の空気燃料混合物５１０４が酸化装置内に注入される。いくつかの態様において、空気燃料混合物５１０４は、ＬＥＣ又はＨＥＣ燃料のみを含む。空気燃料混合物２０６ｇ及び５１０４は、酸化装置２２４内で徐酸化され、高温の燃焼排ガス２２６は、タービン４１４に排出される。タービンを通過する際に、エネルギーが高温の燃焼排ガス２２６から抽出され、冷却された膨脹タービン排気４２０が熱交換器４１８に戻される。熱交換器４１８を通過した後、燃焼排ガス４２０は、それでも、遊離酸素を含み得る。追加の空気燃料混合物５１１２がダクト・バーナー５１１０内の燃焼排ガス４２０の中に注入され、それにより、燃焼排ガスを再加熱して高温の燃焼排ガス５１１１を生成し、次いで、これが熱交換器４２２を通り、熱は、高温の燃焼排ガス５１１１から水４３０に伝達され、それによって、蒸気５１０８が発生し、最終用途に送られる（図５−１には図示せず）。次に、冷却された燃焼排ガスが、排気流５１０６として環境内に排出される。いくつかの態様において、空気燃料混合物５１０２は、空気のみを含み、燃料は空気燃料混合物５１０４から供給される。
【０２９４】
図５−２は、本開示のいくつかの態様による蒸気発生及びコージェネレーションの機能を組み込んだ例示的な徐酸化システム５２００の概略図である。システム５２００の多くの要素は、すでに説明されているシステム５１００に共通しており、その説明を図５−２に関して繰り返さない。システム５２００において、蒸気発生コイル５２２０は、酸化装置２２４内に埋め込まれる。酸化装置２２４内の酸化プロセスから熱を抽出することで最高反応温度が下げられ、それによって、ＮＯｘ形成を低減し、その一方で蒸気５２０４を発生する。次いで、空気燃料混合物５１０４が、コイル５２２０の「下流」にある酸化装置２２４内の冷却されたガス中に注入され、それによって、付加的な燃焼を行わせ、それにより、タービン４１４内に入る排気２２６中の酸素レベルを減らすことができる。追加の燃料をこのように注入し、さらに燃焼させて排気２２６中の酸素を減らすことで、タービン４１４を通る質量流を増やし、排ガス２２６の比熱を高め、比熱の比を減少させて、タービン４１４の出力を高める。システム５２００ではダクト・バーナー５１１０をなくしているが、それでもコイル５２２０から蒸気を発生する。コイル５２２０は、システム５２００のピーク温度で動作するので、蒸気５２０４は、システム５１００内で生成される蒸気５１０８よりも高い温度又は圧力になる。
【０２９５】
いくつかの態様において、蒸気５２３０は、酸化装置２２４内の作動流体中に注入される。酸化装置２２４内の徐酸化プロセスで蒸気の注入を行えば、ほぼ理論空燃比で燃焼しながら放出物を低減するのを助けることが可能である。いくつかの態様において、蒸気５２３０の注入では、不活性の水蒸気が存在することにより空気燃料混合物２０６ｇの可燃範囲を超えることなく予混合された空気燃料混合物２０６ｇを理論空燃比に近づけることができる。いくつかの態様において、蒸気は、酸化装置２２４内で旋回流パターンを形成するようにして注入され、徐酸化プロセスをさらに助ける。いくつかの態様において、蒸気５２３０は、放射状穴を有し、酸化装置２２４の周に位置決めされた軸方向管（図５−２には図示せず）を通して導入される。いくつかの態様において、コイル５２２０からの蒸気５２０４は、蒸気５２３０として戻され、蒸気５２０４が酸化装置２２４内の圧力以上の圧力下にある場合、蒸気５２３０はすでに加圧されているため寄生エネルギー損失は少ない。
【０２９６】
図５−３は、本開示のいくつかの態様による中間冷却機能を備える二重圧縮機４１０、５３０８を組み込んだ例示的な徐酸化システム５３００の概略図である。システム５３００の多くの要素は、すでに説明されているシステム５１００及び５２００に共通しており、その説明を図５−３に関して繰り返さない。中間冷却器５３０４を使用することで、圧縮機４１０及び５３０８にかかる総圧縮力を高めることができ、それによって、システム５３００の効率を改善することができる。中間冷却器５３０４は、５３０８によってさらに圧縮される蒸気５３０２を冷却する。圧縮機５３０８内への温度を下げることで、ガスを圧縮するために使用される熱力学的仕事の量、つまり、電力が低減される。中間冷却器は、５３１０における流れを、中間冷却器５３０４がない場合に存在するより低い温度にすることができる。これは、より多くの熱的エネルギーを復熱装置４１８で回収することを可能にする。復熱装置４１８内の回収されるエネルギーの量は、タービン排気４２０と復熱装置入口の温度５３１０との間の温度差に比例する。
【０２９７】
図５−４は、本開示のいくつかの態様による始動徐酸化装置を組み込んだ例示的な徐酸化システムの概略図である。システム５４００の多くの要素は、すでに説明されているシステム５１００、５２００、及び５３００に共通しており、その説明を図５−４に関して繰り返さない。空気燃料混合物５１０２は、暖められた圧縮空気燃料混合物５４０８の流れとして酸化装置２２４の入口に送られる。始動酸化装置５４２０を使用することで、主酸化装置２２４を動作温度、つまり、暖められた圧縮空気燃料混合物５４０８の自己発火温度より高い温度にし、裸火（例えば、図１−１０）でＨＥＣ燃料を燃焼させる従来の燃焼器を使用するのと比べてＮＯｘが形成される量を減らすことができる。始動酸化装置５４２０は、空気燃料混合物５４２８の供給源を備え、いくつかの実施例では、ブロワー５４２２で加圧される。高温の燃焼生成ガス、つまり、燃焼排ガスは、始動酸化装置５４２０の出口から酸化装置２２４の入口に送られる。いくつかの実施例において、始動酸化装置５４２０からの燃焼排ガスは、暖められた圧縮空気燃料混合物５４０８と同じ入口を通って酸化装置２２４内に入る。弁５４２６が設けられており、これにより主酸化装置２２４が動作温度に達し、圧縮機／タービン４１０／４１４サブシステムが始動したときにこの始動サブシステムを停止する。システム５４００では、フィルター５４０２及び５４２４が設けられており、これにより、それぞれの空気燃料混合物５１０２及び５４２８から微粒子及び他の望ましくない成分を除去する。
【０２９８】
図５−４の始動徐酸化装置を使用する利点として、システムの始動時に、基準汚染物質、例えば、ＮＯｘの放出を低減することが挙げられる。また、始動燃焼システムのために別のＨＥＣ燃料供給源を保持するのではなく、現場で固有のＬＥＣガスを使用することが可能になる。
【０２９９】
図５−５は、本開示のいくつかの態様による水４３０の注入の複数のポイント５５０４、５５１０、５５１６、及び５５２２を組み込んだ例示的な徐酸化システム５５００の概略図である。システム５５００の多くの要素は、すでに説明されているシステム５１００〜５４００に共通しており、その説明を図５−１から図５−４に関して繰り返さない。それぞれの注入ポイント５５０４、５５１０、５５１６、及び５５２２の後のプロセスでは、注水の蒸発の潜熱によりプロセス排出ガス流を冷却しながらプロセス投入物中のある量の水を蒸発させてガスにする。注水は、個別の場所でのみ、又は他の注水場所と組み合わせて、戦略的に行うことができる。
【０３００】
場所５５０４における注水は、圧縮機４１０の入口流の流れ温度を冷却するために使用することができる。入口温度が低いと、ガス・タービン・サイクルに入る流体の密度が高まり、出力が増大する。また、圧縮機の入口温度が低いと、ガス５５０８を圧縮するために使用される仕事（電力）の量も減少し、ジェネレータ４１６を駆動するために利用可能なシャフトの動力４１２をより多く残す。
【０３０１】
場所５５１０、５５１６における、また熱交換器４１８内に入る注水は、タービン・サイクルの出力を高める。典型的にはポンプによって行われるような、液体水の圧縮は、圧縮機４１０内の気体混合物を圧縮するのよりも効率的である場合がある。タービン４１４は、燃焼排ガスの質量流の量が大きいので、より大きな仕事を発生する。これらのサイクルは、当技術分野ではときには「高湿分サイクル」と称される。したがって、システム５５００は、徐酸化装置プロセスがあるため熱ＮＯｘを生成することなく、１つのサイクルにおいて注水の有利な効果を利用することができる。
【０３０２】
復熱装置４１８内の水の注入及び蒸発は、前段落に列挙されている熱力学的サイクルの性能のメリットだけでなくそれ以上のものをもたらし得る。復熱装置４１８は、当然のことながら排気流５５２６によって加熱されている。水の蒸発は、５５１２と５５１４との間の流れの実効熱伝達率を高くし、これにより、物理的熱交換器を小型化することができる。
【０３０３】
水を注入する他の実施例及び方法は、本明細書で述べられている説明に従って使用することもできる。例えば、酸化システム内に水を注入する他のシステム及び方法は、２０１１年３月１５日に出願した米国出願第１３／０４８，７９６号で説明されており、その全体が、その出願の教示が本明細書と矛盾しない範囲で本明細書に参照により組み込まれている。
【０３０４】
図５−６は、さまざまなシステムの排気のガス含有量の図５６００である。従来のガス・タービンは、一般的に、排気流内の約９質量％を超える残留遊離酸素で稼働することがわかる。同時蒸気を発生しながら図５−２及び図５−３の酸化装置において徐酸化技術を使用することによって、酸化装置及びガス・タービン・サイクルから出る酸素の含有量は低く、好ましくは１．５〜５％の範囲内となる。図５−６は、これが従来のガス・タービンに対する範囲より十分に低いことを示している。したがって、徐酸化装置／蒸気発生器、例えば、図５−２のシステム５２００における汚染物質を含まない燃焼排ガス及び蒸気の同時発生は、当技術分野において新規性がある。また本明細書の前の方で説明されているように、酸素が少なく、ＣＯ２及びＨ２Ｏのレベルが高いことは、ブレイトン・ガス・タービン・サイクルに有利である。
【０３０５】
徐酸化システムの制御は、さまざまな方法で実行され得る。いくつかの態様において、完全な酸化を確実に行う方法は、酸化装置容器内の燃料及び空気混合物の滞留時間を変える。いくつかの態様において、ガス・タービンは徐酸化装置を備え、タービンは、例えば、当技術分野で知られているように、変速ジェネレータ及び電力電子回路又はインバータを使用して回転速度を変化させるように構成される。いくつかの態様において、ファンは、例えば図２−１に示されているように、燃料及び空気混合物を酸化装置に送り、ファンは、変速駆動装置によって動力を与えられ、ファン速度は酸化装置内の滞留時間を延ばすように下げられる。
【０３０６】
いくつかの実施例において、本明細書で説明されている酸化システムは、柔軟で効率的でクリーンな方法で燃料を酸化するために使用され得る。本明細書で説明されている酸化反応は、廃棄物を酸化し、それによって大気汚染を防止するか、又は最小限度に抑えるための方法を提供する。例えば、酸化反応が使用され得るための方法及びシステムは、２０１１年５月２５日に出願した米国特許出願第１３／１１５，９１０号、及び２０１１年５月２５日に出願した米国特許出願第１３／１１５，９０２号において提示されており、両方とも、その教示が本明細書で述べた説明と矛盾しない範囲において全体が参照により本明細書に組み込まれている。
【０３０７】
前の記載は、当業者が本明細書に記載されたさまざまな態様を実施することを可能にするために行われた。前記では最良の形態及び／又は他の実例であるとみなされるものについて説明しているが、これらの態様に対するさまざまな変更形態は、当業者にはすぐにわかり、本明細書で定義された一般的原理は他の態様にも適用することができることは理解される。さらに、さまざまな実施例が、異なるセクション、段落で、また異なる図に関して説明されているが、断りのない限り、さまざまな実施例は、他の説明されている実施例と組み合わせることができる。したがって、特許請求の範囲は本明細書に示した態様に限るものではなく、表現した特許請求の範囲と一致する範囲に一致するものであることを意図しており、単数の要素への言及は、特にそのように記されていない限り「１つ及び１つだけ」を意味するものではなく、むしろ「１つ又は複数」を意味するものであることを意図している。特に断りのない限り、「セット」、及び「いくつかの、ある」という言い回しは、１つ又は複数を意味する。見出し及び小見出しは、もしあれば、便宜上使用されているにすぎず、開示を制限しない。
【０３０８】
開示されたプロセス内のステップの特定の順序又は階層は、例示的アプローチの例であることを理解されたい。設計の好みに基づいて、プロセス内のステップの特定の順序又は階層を再配置することができることを理解されたい。ステップのいくつかは、同時に行うことができる。添付の方法クレームは、サンプル順序でのさまざまなステップの要素を提示するものであり、提示された特定の順序又は階層に限ることを意味するものではない。
【０３０９】
本開示で使用されているような「頂（部）」、「底（部）」、「前（部）」、「後（部）」、及び同様の言い回しは、通常の重力基準系ではなく、任意の基準系に関するものであると理解されるべきである。したがって、頂面、底面、前面、及び後面は、重力基準系内で上方に、下方に、対角線方向に、又は水平方向に延在するものとしてよい。
【０３１０】
「態様」などの語句は、そのような態様が主題技術に本質的であること、又はそのような態様が主題技術のすべての構成に適用されることを意味しない。一態様に関係する開示は、すべての構成、又は１つ若しくは複数の構成に適用され得る。一態様などの語句は、１つ又は複数の態様を指し、またその逆もあり得る。「実施例」などの語句は、そのような実施例が主題技術に本質的であること、又はそのような実施例が主題技術のすべての構成に適用されることを意味しない。一実施例に関係する開示は、すべての実施例、又は１つ若しくは複数の実施例に適用され得る。一実施例などの語句は、１つ又は複数の実施例を指し、またその逆もあり得る。
【０３１１】
「例示的」という用語は、本明細書では、「実例又は例示として働く」ことを意味するために使用されている。「例示的」として本明細書に記載されたあらゆる態様又は設計は必ずしも、他の態様又は設計より好ましい又はこれを凌ぐものであるとして解釈されるべきではない。
【０３１２】
本明細書で使用されているように、「Ａ、Ｂ、及びＣのうちの少なくとも１つ」又は「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つ」を述べる列挙は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、又はＡ、Ｂ、及びＣのすべてを含むＡ、Ｂ、及びＣの組み合わせを意味することが意図されている。
【０３１３】
当業者に知られている、又は後に知られるようになる本開示全体を通して記載されたさまざまな態様の要素に対する構造的及び機能的同等物はすべて、本明細書に参照として明示的に援用され、特許請求の範囲によって含まれるものであることを意図している。さらに、本明細書に開示されているものは、このような開示が特許請求の範囲内に暗示的に引用されているかどうかに関わらず、公共のものであることを意図したものではない。特許請求の範囲の要素は、要素が「〜するための手段」という表現を使用して明示的に表現されていない限り、又は方法クレームの場合、要素が「〜するためのステップ」という表現を使用して言及されていない限り、米国特許法第１１２条、第６節の規定により解釈されるべきものではない。さらに、「含む、備える（ｉｎｃｌｕｄｅ）」、「有する（ｈａｖｅ）」、又は同様の言い回しが説明又は請求項で使用されている範囲において、「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」が使用された場合に請求項の中で接続語として解釈されるのでこのような用語は「含む、備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」という言い回しと同様の使い方で包含的であることが意図される。
【図１−１Ａ】
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【図１−１Ｂ】
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【図１−１Ｃ】
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【図１−１Ｄ】
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【図１−２Ａ】
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【図１−２Ｂ】
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【図１−３】
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【図１−４Ａ】
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【図１−４Ｂ】
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【図１−４Ｃ】
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【図１−５】
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【図１−６】
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【図１−７】
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【図１−８】
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【図１−９】
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【図１−１０】
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【図１−１１】
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【図１−１２】
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【図１−１３】
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【図１−１４】
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【図１−１５Ａ】
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【図１−１５Ｂ】
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【図１−１６】
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【図１−１７Ａ】
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【図１−１７Ｂ】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図２−６】
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【図２−７Ａ】
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【図２−７Ｂ】
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【図２−８】
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【図２−９】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図３−４】
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【図３−５】
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【図３−６】
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【図３−７】
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【図３−８】
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【図３−９】
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【図３−１０】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図４−５】
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【図４−６】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図５−４】
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【図５−５】
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【図５−６】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年11月6日(2014.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、触媒なしで酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、
（ａ）前記反応室内の反応温度が前記反応室内の前記燃料のフレームアウト温度に近づいたとき、又は（ｂ）反応室入口温度が自己発火閾値に近づいたときのうちの少なくとも一方を検出する検出モジュールと、
前記検出モジュールに基づき、（ｉ）前記反応室からの熱の除去、又は（ｉｉ）前記反応室の前記入口温度のうちの少なくとも一方を変更するための命令を出力する補正モジュールとを備え、
前記補正モジュールは、（ｉ）前記反応室内の実際の温度を前記フレームアウト温度より低い温度に維持すること、又は（ｉｉ）前記入口温度を前記燃料の前記自己発火閾値より高い温度に維持することのうちの少なくとも一方を行うように構成されたシステム。
【請求項２】
前記補正モジュールは、熱交換器によって前記反応室から熱を除去するための命令を出力する請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記補正モジュールは、流体によって前記反応室から熱を除去するための命令を出力する請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記補正モジュールは、前記入口温度を上昇させるための命令を出力する請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記反応室内に位置決めされた熱交換器をさらに備える請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記反応室は、前記酸化可能な燃料の酸化を前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記補正モジュールは、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに前記反応室から熱を除去するための命令を出力する請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記反応室からガスを受け入れ、前記ガスを膨脹させるタービンをさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
燃料混合物を含むガスを受け入れて圧縮することを、前記燃料混合物を前記反応室内に導入する前に行う圧縮機をさらに備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記酸化可能な燃料は、水素、メタン、エタン、エチレン、天然ガス、プロパン、プロピレン、プロパジエン、ｎ−ブタン、イソブタン、ブチレン−１、ブタジエン、イソペンタン、ｎ−ペンタン、アセチレン、ヘキサン、及び一酸化炭素のうちの少なくとも１つを含む請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
燃料を酸化するためのシステムであって、
入口及び出口を備える反応室を有する酸化装置であって、前記反応室は前記入口を通して酸化可能な燃料を含むガスを受け入れ、触媒なしで酸化プロセスを維持するように構成された酸化装置と、
（ａ）前記反応室内の反応温度が前記反応室内の前記燃料のフレームアウト温度に近いたとき、及び（ｂ）反応室入口温度が自己発火閾値に近づいたときのうちの少なくとも一方を検出する検出モジュールと、
前記検出モジュールに基づき、（ｉ）前記反応室内の実際の温度を前記フレームアウト温度より低い温度に維持すること、又は（ｉｉ）前記入口温度を前記燃料の前記自己発火閾値より高い温度に維持することのうちの少なくとも一方を行う命令を出力する補正モジュールとを備えるシステム。
【請求項１２】
前記補正モジュールは、前記反応室から熱を除去するための命令を熱交換器に出力する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記補正モジュールは、流体によって前記反応室から熱を除去するための命令を出力する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記補正モジュールは、前記入口温度を上昇させるための命令を出力する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記反応室内に位置決めされた熱交換器をさらに備える請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記反応室は、前記酸化可能な燃料の酸化を前記フレームアウト温度より低い温度に維持するように構成される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記補正モジュールは、前記反応室内の前記温度が１２６０℃（２３００°Ｆ）を超えたときに前記反応室から熱を除去するための命令を出力する請求項１１に記載のシステム。
【国際調査報告】
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