(57)【要約】  本発明は、添加炭素質材料の熱処理のための循環流動床（CFB）反応器に関するものであり、炭素質材料は通常、わら若しくは他の野菜廃棄物、肥料、家庭廃棄物、汚水乾燥物、動物の遺骸の乾燥物若しくはその他の炭素質廃棄乾燥物などの有機材料又は無機材料と混合した有機材料を含む。本発明はまた、炭素質材料を1の工程ステップにおいて熱分解させ、2の後続の工程ステップにおいて酸化させることにより、このような炭素質材料から約4〜8MJ/Nm3の発熱量を有する燃焼性製品ガスを製造する方法に関する。本発明による循環流動床（CFB）反応器は、典型的に流動床が設けられる第一のチャーガス化チャンバー（5）及び中間のチャーガス化チャンバー（9）を含み、中間のチャーガス化チャンバーの第2の流動床（10）の高さ（h10）は、第一のチャーガス化チャンバー（5）の第1の流動床（11）の高さ（h11）より高い。【選択図】図１
2015522106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・熱い再循環粒子との接触により添加炭素質材料が熱分解される、第1の熱分解反応チャンバー（1）であって、炭素質材料のための入口（1a）、流動化ガスのための入口（1c）及び第1の反応チャンバー（1）の上部にある製品ガスのための出口（1b）を有しており、製品ガスが炭素を含むチャー粒子及び再循環不活性粒子を担持する、第1の熱分解反応チャンバー（1）、
・1又は複数のセパレーター（4）であって、第1の反応チャンバー（1）から粒子を担持する製品ガスが受け入れられる入口（4a）及び粒子がセパレーターを出て、1又は複数の配管（14）により第一のチャーガス化チャンバー（5）に入るための出口（4b）を有する、セパレーター（4）、
・熱分解された、及び再循環する粒子のための入口（5a）、第一のチャーガス化チャンバー（5）の下部にある流動化ガス（6）のための入口（5b）、第一のチャーガス化チャンバー（5）の上部にある生成ガスのための出口（5d）及び第一のチャーガス化チャンバー（5）の下部にあり、粒子戻り配管（7）へと開口する粒子のための出口（5c）を有する、前記第一のチャーガス化チャンバー（5）であって、粒子戻り配管（7）が中間のチャーガス化チャンバー（9）へと開口する、前記第一のチャーガス化チャンバー（5）、並びに
・第一のチャーガス化チャンバー（5）からの粒子のための入口（9a）及び反応器（9）の下部にある例えばO2/H2Oを含むガスである流動化ガスのための入口（9b）を含み、さらに、チャンバー（9）の上部から粒子を担持する生成ガスのための出口（9c）を含む、中間のチャーガス化チャンバー（9）であって、出口（9c）が、第1の反応チャンバー（1）の下部につながる少なくとも1の出口を有し、流動化ガスを第1の反応チャンバー（1）に供給する配管（8）へと開口する、前記中間のチャーガス化チャンバー（9）、
を含む、添加炭素質材料の熱処理のための循環流動床（CFB）反応器。
【請求項２】
中間のチャーガス化チャンバー（9）からの流動化ガスのための入口（1c）が流動床第一のチャーガス化チャンバー（5）からのガスのための入口（1d）の下方、すなわち、上流側に位置する、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項３】
灰分のための出口が1若しくは複数のセパレーター（4）及び/又は中間のチャーガス化チャンバー（9）の底部に備えられている、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項４】
中間のチャーガス化反応器の断面積が第一のチャーガス化チャンバー（5）の断面積よりも少なくとも50％小さい、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項５】
中間のチャーガス化チャンバー（9）からの流動化ガスのための入口（1c）が熱分解反応チャンバー（1）への炭素質材料のためのあらゆる入口（1a）の下方、すなわち、上流側に位置する、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項６】
反応器が、中間のチャーガス化チャンバーの頂部が第一のチャーガス化チャンバーの頂部のレベルと底部のレベルとの中間であるレベルに位置するように構成されている、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項７】
反応器が、中間のチャーガス化チャンバー（9）の頂部が第一のチャーガス化チャンバー（5）の流動化ガスの大部分が導入されるレベルよりも高いレベルに位置するように構成されている、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項８】
反応器が、中間のチャーガス化チャンバーの容積の50％よりも多くが第一のチャーガス化チャンバーの底部よりも下であり、熱分解チャンバーの底部よりも下のレベルに位置するように構成されている、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項９】
作動中、粒子の第1の流動床（11）が第一のチャーガス化チャンバー（5）に提供され、前記第1の流動床（11）の体積が流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で同じ流動床の表面までの体積として規定され、第1の流動床（11）の体積より上がガス及び同伴微粒子を含むより低い比重のフリーボード体積（13）である、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項１０】
作動中、粒子が中間のチャーガス化チャンバー（9）を通って運ばれ粒子の第2の流動床（10）を形成し、前記第2の流動床（10）の体積が流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で中間のチャーガス化チャンバーの上部にある生成ガス及び粒子のための出口（9c）の中心までの体積として規定され、中間のチャーガス化チャンバー（9）の第2の流動床（10）の高さ（h10）が第一のチャーガス化チャンバー（5）の第1の流動床（11）の高さ（h11）より高い、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項１１】
作動中、粒子が中間のチャーガス化チャンバー（9）を通って運ばれ粒子の第2の流動床（10）を形成し、前記第2の流動床（10）の体積が流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で中間のチャーガス化チャンバーの上部にある生成ガス及び粒子のための出口（9c）の中心までの体積として規定され、第一のチャーガス化チャンバー（5）の底部と頂部との間の圧力差が中間のチャーガス化チャンバー（9）の底部と頂部との間よりも小さい、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項１２】
熱分解チャンバーの底部から15％以内に位置する流動化ガスを導入することができるノズルを更に含む、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項１３】
・低いO2含有量を有する流動化ガス及び熱い不活性再循環粒子が流れ、温度T1が400〜850℃である第1の熱分解反応チャンバー中に炭素質材料を導入する第１の工程ステップであって、部分的に変換された粒子、すなわちチャー及び再循環床粒子を担持する製品ガスを生成する、第1の工程ステップ、
・第1のステップからの製品ガスを再循環及び部分的に変換されたチャー粒子から分離する第2の工程ステップであって、製品ガスが工程から出る一方で、分離されたチャー粒子及び床粒子が第3の工程ステップに入る、第2の工程ステップ、
・第一のチャー反応器において行われる第3の工程ステップであって、分離されたチャー中に残存する炭素質材料が流動床において600〜850℃の温度T2で分解酸化処理を受けて、第一のチャー反応器の上部から取り出される製品ガスを生成し、製品ガスが同伴微粒子の一部と一緒に第1の工程ステップに入る一方で、第一のチャー反応器の下部からの床粒子が第4の工程ステップに移動する、第3の工程ステップ、並びに
・残存するチャーが流動床において600〜850℃の温度T3で第2の分解酸化処理を受ける第4の工程ステップであって、再循環粒子と一緒に第4のステップを出て、流動化ガスとして第1の工程ステップに入る製品ガスを生成する、第4の工程ステップ、
を含む、炭素質材料から望ましい発熱量を有する製品ガスを製造する方法であって、
第4の工程ステップの流動床におけるガス滞留時間（t10）が、第3の工程ステップの流動床におけるガス滞留時間（t11）よりも長い（t10＞t11）、方法。
【請求項１４】
t10が＞1.2t11、好適には＞1.5t11である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第3の工程ステップの温度T2と第4の工程ステップの温度T3とが10℃未満で異なり、すなわちT3-T2＜10℃、通常T3-T2＜5℃である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
温度T1が400〜800℃、通常625〜775℃である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
温度T2が650〜800℃、通常700〜800℃である、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
第1の工程ステップの温度が第1の工程ステップへの流動化ガス及び再循環粒子の流れを決定する第4の工程ステップへの流動化ガスの流れを調節することにより制御される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
第3の工程ステップにおける床材料の少なくとも95重量％が不活性粒子材料である一方で、材料の5重量％未満が残存する炭素質材料である、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
炭素質材料が任意の1又は複数の、穀物わら、稲わら、穀物洗浄関連廃棄物ストリーム；サトウキビ、モロコシ、テンサイ、トウモロコシ、ジャガイモ、ナッツ、茶、綿、ワイン、オリーブ及びアブラヤシを含む穀物からの残渣；例えば海藻を含む藻類；例えばミスカンツス（Miscantus）を含む草類を含むエネルギー作物；ヤナギ及びポプラを含む早生樹に基づく短期循環森林穀物からの残渣；例えば塩を含む水の近くでの成長により又は塩を含む水との別の接触により高濃度の塩を有する穀物；肉及び骨粉を含む肉製品産業からの残渣；脱水糞尿スラリーを含む家畜糞尿；このようなストリームに由来する有機分を含む都市及び産業有機廃棄物；下水汚泥；又は木材の加工による繊維及びリグニン製品などのエネルギーを含む残渣並びに精製していない有機製品を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
作動中、第一のチャーガス化チャンバー（5）の底部と頂部との間の圧力差が中間のチャーガス化チャンバー（9）の底部と頂部との間よりも小さい、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、添加炭素質材料の熱処理のための循環流動床（CFB）反応器、及び炭素質材料を１の工程ステップにおいて熱分解させ、別の工程ステップにおいて酸化させることにより、かかる炭素質材料から４〜８MJ/Nm3の高発熱量を有する燃焼性製品ガスを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
WO 99/32583明細書は、その図1に記載されているように、熱分解反応チャンバー（1）、熱分解反応チャンバーの出口ガス（32）からチャー含有粒子を分離するための粒子セパレーター（2）、粒子セパレーターからの粒子のための少なくとも１の入口を有するチャー反応チャンバー（3）、及びチャー反応チャンバーからの粒子を熱分解反応チャンバーへと再循環するための手段により構成された循環流動床（CFB）ガス化装置を含む固体炭素質材料のガス化のための方法及び装置を記載している。二重チャンバーCFBガス化装置の作動はいろいろな方法により制御され得る。開示された装置及び方法は７５０℃より下の比較的低い温度でうまく機能する。このような異常に低く十分に制御された温度での成功のために、この系は、低融点灰成分中に存在するか又は低融点灰成分を形成する傾向のあるカリウム及びリンなどの元素を比較的高い濃度（>0.2％）で含む有機バイオマス、廃棄物流及びエネルギー作物に特に適切である。
【０００３】
既に開示されている装置による添加炭素質材料の分解は、チャー粒子がガス化される第一のチャー反応チャンバーと新しい炭素質燃料物質が添加される熱分解反応チャンバーとの間に追加の流動床反応チャンバーを加えることによって促進され得る。これは、チャー処理に利用することができる反応器容積を有効に増大し、それによって、初期処理後に熱分解反応チャンバーに残っているチャーの分解の程度を増大する。しかしながら、再循環セパレーターと熱分解反応チャンバー（1）との間の1又は複数の流動床チャー反応チャンバーの一連の配置は、温度制御問題を引き起こし得る。熱分解チャンバーにおいて優勢な本来吸熱の熱分解反応に対し、チャー分解反応は本来発熱反応であるので、温度はそれぞれ続く流動床チャー反応チャンバーで上昇する傾向がある。通常の作動では、第1のチャー反応チャンバーを可能な限り高い温度ではあるが、それでもなお灰集塊化の閾値より低い温度に維持することが一般に有利である。通例、吸熱熱分解反応は、熱分解反応チャンバーの温度を、第一のチャー反応チャンバーの温度よりも約80〜200℃低いレベルまで下げる。第一のチャー反応チャンバー（3）と熱分解反応チャンバー（1）との間に配置された追加の流動床チャンバーは、たとえ全体のチャー変換床面積のわずか10％を構成していても、通常、全体の最高工程温度を第一のチャー反応チャンバーの温度よりもさらに5〜20℃高くする。これは、追加の流動床チャー反応チャンバーの床材料の凝集リスクを増大するか、又は第一のチャー反応チャンバーの作動温度の低下を必要とするので、不利益である。この増大した凝集リスクは、炭素質燃料物質が高いアルカリ、カリウム、リン及び/又は塩素含有量を有する場合に、特に不利益である。この場合には、たとえ小さな温度上昇でも灰集塊化を促進し得、これにより、床材料が凝集することになり、反応器の作動停止となり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】WO 99/32583
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の問題は、「中間の」チャー反応チャンバーにおけるガス及び粒子の滞留時間を最大にするように反応器を構成することによって、さらに、場合によっては、中間のチャンバーに添加されるガス化剤として、より高い蒸気/空気比を使用することによって回避することができる。
【０００６】
これにより、より大きな吸熱度の蒸気に基づくチャー分解反応となり、それに応じて、中間チャンバーの温度上昇が減少する傾向になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】ガス及び粒子が流れる装置及び配管の相対的な位置を示す、本発明に係るCFB反応器の1の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
チャンバー内の平均温度とは、チャンバーの半分の高さに相当するレベルでの温度を示すと定義する。
【０００９】
いくつかの実施形態では、本発明は、
・熱い再循環粒子との接触により添加炭素質材料が熱分解される第1の熱分解反応チャンバー（1）であって、炭素質材料のための入口（1a）、流動化ガスのための入口（1c）、及び第1の反応チャンバー（1）の上部にある製品ガスのための出口（1b）を有しており、製品ガスが炭素を含むチャー粒子及び再循環不活性粒子を担う、第1の熱分解反応チャンバー（1）、
・1又は複数のセパレーター（4）であって、第1の反応チャンバー（1）からの粒子を担う製品ガスが受け入れられる入口（4a）、及び粒子が各セパレーターを出て、1又は複数の配管（14）を介して第一のチャーガス化チャンバー（5）に入るための出口（4b）を有する、セパレーター（4）、
・熱分解され、再循環する粒子のための入口（5a）、第一のチャーガス化チャンバー（5）の下部にある流動化ガス（6）のための入口（5b）、第一のチャーガス化チャンバー（5）の上部にある生成ガスのための出口（5d）、及び第一のチャーガス化チャンバー（5）の下部にあり、粒子戻り配管（7）へと開口する粒子のための出口（5c）を有する、前記第一のチャーガス化チャンバー（5）であって、粒子戻り配管（7）が中間のチャーガス化チャンバー（9）へと開口する、前記第一のチャーガス化チャンバー（5）、並びに
・第一のチャーガス化チャンバー（5）からの粒子のための入口（9a）及び反応器（9）の下部にある、例えばO2/H2Oを含む流動化ガスのための入口（9b）を含み、さらに、チャンバー（9）の上部からの粒子を担う生成ガスのための出口（9c）を含む、前記中間のチャーガス化チャンバー（9）であって、出口（9c）が、第1の反応チャンバー（1）の下部につながる少なくとも1の出口を有し、流動化ガスを第1の反応チャンバー（1）に供給する配管（8）へと開口する、前記中間のチャーガス化チャンバー（9）、
を含む、添加炭素質材料の熱処理のための循環流動床（CFB）反応器を提供する。
【００１０】
いくつかの実施形態では、作動中、粒子の第1の流動床（11）が第一のチャーガス化チャンバー（5）に提供され、前記第1の流動床（11）の体積は、流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で、同じ流動床の（上の）表面までの体積として定義され、第1の流動床（11）の体積より上（の空間）は、ガス及び同伴微粒子を含むより低い比重のフリーボード体積（13）である。いくつかの実施形態では、作動中、粒子は、中間のチャーガス化チャンバー（9）を通って運ばれて粒子の第2の流動床（10）を形成し（この第2の流動床（10）の体積は、流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で、中間のチャーガス化チャンバーの上部にある生成ガス及び粒子のための出口（9c）の中心までの体積として定義される）、中間のチャーガス化チャンバー（9）の第2の流動床（10）の高さ（h10）は、第一のチャーガス化チャンバー（5）の第1の流動床（11）の高さ（h11）より高い。
【００１１】
あるいは、いくつかの実施形態では、作動中、粒子は、中間のチャーガス化チャンバー（9）を通って運ばれて粒子の第2の流動床（10）を形成し（この第2の流動床（10）の体積は、流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で、中間のチャーガス化チャンバーの上部にある生成ガス及び粒子のための出口（9c）の中心までの体積として定義される）、第一のチャーガス化チャンバー（5）の底部と頂部との間の圧力差は、中間のチャーガス化チャンバー（9）の底部と頂部との間よりも小さい。
【００１２】
いくつかの実施形態では、少量、典型的には製品ガスの流れの15％未満の流動化ガス（通常空気）が、熱分解チャンバーの底部に配置されたノズルを介して加えられ、粒子を自由に流動させ、十分に混合する。いくつかの実施形態で、反応器は、流動化ガスを導入することができるノズルが熱分解チャンバーの底部から15％以内に位置するように構成される。本明細書で言及する場合、ノズルは底部から15％以内に位置する、すなわち、熱分解チャンバーの底面からの距離が、熱分解チャンバーの底面と頂部上面との間の全体の距離の15％以下である。
【００１３】
いくつかの実施形態で、反応器は、中間のチャーガス化チャンバーの頂部が、第一のチャーガス化チャンバーの頂部レベルと底部レベルとの中間であるレベルに位置するように構成される。これに関して、レベルとは、第一のチャーガス化チャンバーの頂部よりも低く、かつその底部よりも高いいずれかのレベルにあれば、「中間」である。
【００１４】
いくつかの実施形態で、反応器は、中間のチャーガス化チャンバー（9）の頂部が、第一のチャーガス化チャンバー（5）の流動化ガスの大部分が導入されるレベルよりも高いレベルに位置するように構成される。
【００１５】
いくつかの実施形態で、反応器は、中間のチャーガス化チャンバーの内部容積の50％よりも多くが、第一のチャーガス化チャンバーの流動化ガスの主要部分が導入されるレベルよりも下のレベルに位置するように構成される。
【００１６】
CFB反応器の１つの実施形態によれば、中間のチャーガス化チャンバー（9）からの流動化ガス及び粒子のための入口（1c）は、流動床チャーガス化チャンバー（5）からのガスのための入口（1d）の下方、すなわち、上流側に位置する。
【００１７】
CFB反応器の１実施形態によれば、灰分のための出口が、1又は複数の前記反応器（1、5、9）、並びに1又は複数のセパレーター（4）に備えられ得る。
【００１８】
CFB反応器の１実施形態によれば、中間のチャーガス化反応器の断面積は、第一のチャーガス化チャンバー（5）の断面積よりも、少なくとも50％、好適には少なくとも75％小さい。
【００１９】
いくつかの実施形態で、CFB反応器は、中間のチャーガス化チャンバー（9）からの流動化ガスのための入口（1c）が熱分解反応チャンバー（1）への炭素質材料のための全ての入口（1a）の下方、すなわち、上流側に位置するように構成される。
【００２０】
本発明はまた、
・低いO2含有量を有する流動化ガス及び熱い不活性再循環粒子が流れており、温度T1が400〜850℃である第1の熱分解反応チャンバー中に炭素質材料を導入し、部分的に変換された粒子、すなわちチャー、及び再循環床粒子を有する製品ガスを生成する、第1の工程ステップ、
・第1のステップからの製品ガスを再循環する及び部分的に変換されたチャー粒子から分離する第2の工程ステップであって、その製品ガスは工程から出る一方で、分離されたチャー粒子及び床粒子は第3の工程ステップに入り、
・第一のチャー反応器において行われる第3の工程ステップであって、分離されたチャー中に残存する炭素質材料が流動床において600〜850℃の温度T2で分解酸化処理を受けて、第一のチャー反応器の上部から取り出される製品ガスを生成し、この製品ガスは全て又はほとんどが同伴微粒子の一部と一緒に第1の工程ステップに入る一方で、第一のチャー反応器の下部からの床粒子は第4の工程ステップに移動し、
・残存するチャーが流動床において600〜850℃の温度T3で第2の分解酸化処理を受けて製品ガスを生成する第4の工程ステップであって、この製品ガスは再循環粒子と一緒に第4のステップを出て、流動化ガスとして第1の工程ステップに入る、
というステップを含む、炭素質材料から望ましい発熱量を有する製品ガスを製造する方法を提供し、
第4の工程ステップの流動床におけるガス滞留時間（t10）が、第3の工程ステップの流動床におけるガス滞留時間（t11）よりも長い（t10＞t11）。
【００２１】
いくつかの実施形態では、第1の工程ステップは、低いO2含有量、典型的には＜1％又は5％未満のO2を有する雰囲気中で行われる。
【００２２】
本方法の１実施形態によれば、滞留時間t10は、＞1.2t11、好適には＞1.5t11である。
【００２３】
本方法の１実施形態によれば、第3の工程ステップの温度T2と第4の工程ステップの温度T3とは10℃未満異なり、すなわちT3-T2＜10℃、通常T3-T2＜5℃である。
【００２４】
本方法の１実施形態によれば、温度T1は、400〜750℃、通常625〜775℃、更により好適には720〜770℃である。
【００２５】
本方法の１実施形態によれば、温度T2は、650〜850℃、通常700〜800℃である。
【００２６】
本方法の１実施形態によれば、第1の工程ステップの温度は、第4の工程ステップへの流動化ガスの流れであって、第1の工程ステップへの流動化ガス及び再循環粒子の流れの大部分を決定する前記第4の工程ステップへの流動化ガスの流れを調節することにより制御される。
【００２７】
本方法の１実施形態によれば、第3の工程ステップにおける床材料の少なくとも95重量％が不活性粒子材料である一方で、材料の多くとも5重量％がチャーの形態の炭素質材料である。
【００２８】
本方法の１実施形態によれば、燃料として熱分解反応器に供給される炭素質材料は、1重量％より多い灰分含有量を有し、5〜50重量％の灰分含有量を有し得る。
【００２９】
いくつかの実施形態では、燃料として使用される炭素質材料は、0.2重量％よりも大きい又は0.3重量％よりも大きい、高いカリウム（K）、塩素（Cl）及び/又はリン（P）含有量を有し、いくつかの場合では、例えば穀物わら、稲わら、及び関連穀粒精白廃棄物流；別の作物、例えばサトウキビ、モロコシ及びテンサイ、トウモロコシ、ジャガイモ、ナッツ、茶、綿、オリーブ、ワイン並びにアブラヤシなどの残渣、例えば海藻を含む藻類、さらに、潜在的な、さらなる海産/水産由来の有機材料；例えばミスカンツス（Miscantus）を含む草類などのエネルギー作物及びヤナギ及びポプラのような早生樹に基づく短期循環森林；例えば塩を含む水の近くでの成長により又はその他塩を含む水との接触により高濃度の塩を有する作物；肉及び骨粉などの肉製品産業からの残渣；脱水糞尿スラリーを含む家畜糞尿；このようなストリームに由来する有機分を含む都市及び産業有機廃棄物；下水汚泥など；木材の加工による繊維及びリグニン製品などのエネルギーを含む残渣並びに例えば加水分解、抽出及び発酵などによる上記材料などの精製していない有機製品を含む。いくつかの実施形態では、全ての上記に挙げた炭素質材料は、カリウム（K）、塩素（Cl）及び/又はリン（P）の含有量にかかわらず、燃料として使用し得る。
【００３０】
図1は、本発明によるCFB反応器の１実施形態を示し、CFB反応器の装置（ユニット）同士をどのように連結することができるかを説明する。図は、炭素質材料が配管2を通して投入される入口1aを備える第1の反応チャンバー1を示す。第1の反応チャンバー1は、粒子を含む製品ガスのための出口1b、流動化ガスのための入口1c、及び第一のチャーガス化チャンバー5からの製品ガスのための入口1dを更に含む。入口1cを通して添加される前記流動化ガスは、第1の反応チャンバー1の底部にあるガス及び粒子の分配を十分に行うための1又は複数のノズルを通して加えられる追加の流動化ガスの添加により補充され得る。
【００３１】
一般に、本発明によるCFB反応器の実施形態は、熱い再循環粒子との接触により炭素質材料が熱分解される第1の反応チャンバーを含む。炭素質材料が熱分解されるということは、材料が酸化のためではなく熱のために分解されることを意味し、熱分解は熱の添加を必要とする吸熱工程である。熱を第1の反応チャンバー1に伝達する熱い循環粒子は通常砂であるが、摩耗に十分耐える任意の不活性微粒子物質であってもよい。
【００３２】
炭素質材料は配管2及び入口1aを通して第1の反応チャンバー1に供給される。この炭素質材料は、有機材料、石炭又は石油に基づく製品などの任意の炭素質材料であってもよいが、通常炭素質材料は、わら若しくはその他の野菜廃棄物、ソフトリグノセルロース系バイオマス、例えば、農業残渣、肥料、家庭廃棄物、汚水乾燥物、動物の遺骸の乾燥物又はその他の炭素質廃棄乾燥物などの有機材料であり、任意に無機材料と混合する。
【００３３】
第1の反応チャンバー1はチャンバーの底部に流動化ガスが供給され、流動化ガスは第1の反応チャンバー内に反応及び粒子の輸送のための流動床を提供し、粒子はチャンバーの底部から第1の反応チャンバー1の上部出口1bへと輸送される。典型的に、第1の反応チャンバー1内の雰囲気は、炭素質材料の一部が最終的にCO2やH2Oとなる、すなわち、可燃性製品のかわりに熱を生成することになる酸化反応の発生を低減するために低酸素状態に維持される。低い酸素濃度は熱分解、すなわち炭素質材料の熱による分解にとって有利であり、通常、第1の反応チャンバー1の雰囲気中の酸素濃度は非常に低い。例えば、チャンバー1中の酸素濃度は、典型的に1％未満又は5％未満である。いくつかの実施形態では、流動化ガスは主として、熱を生成し、かつチャンバー9を出る製品ガスの酸素濃度を低減させるチャー酸化反応が起こる中間のチャーガス化チャンバー9から供給される。いくつかの実施形態では、いくらかの補充の流動化ガスをチャンバー1に直接加えてもよい。
【００３４】
第1の反応チャンバー1中の最適温度は、ガス化される炭素質材料の種類、さらには製品ガス及び残留灰分/固体生成物の用途に依存する。典型的に、炭素質材料を高度に分解させるのに十分である第1の反応チャンバー1中の温度を選択することが有利である一方で、その温度は分解物質及び再循環床材料の凝集が起こるのに十分なほどに高くなるべきではない。さらに、環境上問題となり、それ故に望ましくないポリアロマティックハイドロカーボン（PAH）は、高い熱分解温度で生成する傾向がある。通常、炭素質材料が通例の有機材料であれば、平均熱分解温度は、400〜800℃であることが有利である。わらなどのバイオ燃料材料においては温度は620〜700℃がより典型的であり、農業用動物からの嫌気性消化脱水肥料や、前処理下水汚泥などの非常に低い発熱量の燃料においては、温度は500〜600℃がより典型的である。例えばバイオオイル及び/又はバイオチャーを生成する目的で、さらにより低い熱分解温度を選択することもできる。
【００３５】
通常、第1の反応チャンバー1中の温度は、作動中、主として、中間のチャーガス化チャンバー9への気流を調節することにより、及び/又はガス化装置中の粒子の総量を調節することによって制御される。反応チャンバーは、初始動中は追加のバーナーの使用により、及び/又はこのような初めの加熱後はさらに燃料及び空気/酸素を例えば第1の反応チャンバー1に加えることにより、作動温度へ加熱してもよい。
【００３６】
チャー粒子及び再循環粒子を担う製品ガスが出口1bを通って第1の反応チャンバー1を出ると、製品ガスは1又は複数の配管3を経て入口4aにより1又は複数の並列セパレーター4に入り、製品ガスは粒子の細粒部分と一緒に出口4cを通ってセパレーター4を出て配管18に入り、分離された粒子は出口4bを通ってセパレーター4を出て配管14に入る。配管14は、粒子をチャーガス化チャンバー5の底部に運び、そこで、粒子は流動床11に受け入れられる。セパレーター4の目的は、ガス同伴粒子の大部分から製品ガスを分離することであって、この大部分の粒子は第一のチャーガス化チャンバー5へと運ばれなければならない。
【００３７】
粒子分離は、任意の種類の粒子セパレーター、例えばダイナミックセパレーター、例えばターンチャンバー-、ラビリンス、及びサイクロンセパレーター、又はろ過フィルター、例えば高温度バグフィルター、多孔質セラミックフィルター若しくは粒状床型フィルター（上記セパレーターの組み合わせを含む）を使用して行うことができる。1の実施形態によれば、第1の反応チャンバーからの製品ガスは、はじめに、第一のダイナミックセパレーターにおいて、その後、第二の、より効果的な種類のセパレーターにおいて洗浄される。この場合、チャーガス化チャンバー5への粒子の再循環は、はじめに述べた第一のダイナミックセパレーターから主に行われる。第二のセパレーターは、例えば、一般のより効果的なサイクロンセパレーター又は高効率のろ過フィルターであり得る。
【００３８】
通常、粒子をセパレーターから第一のチャーガス化チャンバー5に運ぶ配管14は、ガスが第一のチャーガス化チャンバー5から配管14を通って上昇して、セパレーターに入るのを防ぐ手段を備えているか又はそのように構成されている。
【００３９】
一般に、炭素質材料の有機部分の70〜80％程度が、熱分解中にガスとして放出され、炭素質材料の有機部分の20〜30％程度が、チャー粒子の固体形態で残る。チャー中に残るエネルギーは典型的に、元の炭素質燃料材料の総エネルギー含有量の約30〜40％を構成する。チャー粒子は、チャーガス化チャンバーにおいて一般的な温度でガス化剤の導入により酸化される。酸素が直接加えられる場合は、酸化反応は部分的に可燃性であるガスを生成し、発熱であり、チャーガス化チャンバー内の温度を上昇させる。しかしながら、吸熱の蒸気系チャー変換反応も行うことができ、これは、部分的に可燃性であるガスを生成するが、より低い温度を提供する。第一のチャーガス化チャンバー5の2つの目的は、不活性再循環粒子を昇温すること及びチャー変換を最適化すること、すなわち先に熱分解された炭素質粒子からの可燃性ガスの回収を最適化することである。チャー粒子の細粒部分は、セパレーターセクションにおいて損失されるが、通常少なくとも80％がセパレーターセクションから第一のチャーガス化チャンバー5へと運ばれる。
【００４０】
第一のチャーガス化チャンバー5は、熱分解された、及び不活性な再循環粒子のための入口5aを含み、また、図において第一のチャーガス化チャンバー5のより低い部分に配管6を経て供給される流動化ガスのための入口5bを含む。通常、流動化ガスは、第一のチャーガス化チャンバー5中の流動床を維持するために適切なフローパターンを確保する多くのノズル（図示しない）及び/又は他の気流分配手段を通って第一のチャーガス化チャンバー５に供給される。通常、第一のチャーガス化チャンバー5は下部に気泡流動床を有する。通常、ガス化剤はまた流動化ガスとして使用され、主に空気及びいくらかの蒸気（H2O）の混合物であり、これは温度全体を上昇させるが、チャーガス化チャンバーはまた、水などの液体ガス化剤のための1又は複数の幾らか異なる入口を有し得、これは、蒸気よりもより効果的にチャンバー中の温度を低くする。
【００４１】
第一のチャーガス化チャンバー5は、そのチャーガス化チャンバー5の上部にあるガスのための出口5d及びチャーガス化チャンバー5の底部にある粒子のための出口5cを含む。出口5cは、粒子戻り配管7へと開口し、粒子戻り配管7は、入口9aを通って中間のチャーガス化チャンバー9へと開口する。
【００４２】
第一のチャーガス化チャンバー5中の平均温度は、通常第1の反応チャンバー1中の温度よりも少なくとも50℃高く、これは通常、入口1cを経て第1の反応チャンバー1に入る粒子が第1の反応チャンバー1中の望ましい作動温度よりも少なくとも50℃高いことを意味する。高いアルカリ性燃料を使用する場合には、第一のチャーガス化チャンバー5中の温度は通常770℃より下に維持される。
【００４３】
第一のチャーガス化チャンバー5中の雰囲気は、発熱酸化反応が第一のチャーガス化チャンバー5において生じる結果となる酸素を含む。作動中の第一のチャーガス化チャンバー5の雰囲気中の酸素含有量は、酸素によりチャー材料の大部分が分解するのに十分なほど高い。しかしながら、典型的な実施形態では、添加ガス化剤中の酸素含有量は、準化学量論的なレベルよりも十分に低く維持されており、これは、入口5aにより第一のチャーガス化チャンバー5に添加されたチャー材料の全てを十分に酸化するのには不十分な酸素であることを意味する。作動中、第一のチャーガス化チャンバー5の下部に粒子の流動床11が提供される。通常気泡流動床であるこの流動床11の体積は、流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で、同じ流動床の表面までの体積として定義される。流動床11の高さh11を図に示す。流動床11の高さh11は、流動床における差圧を測定することにより、さらに、これらの圧力をフリーボード体積13において測定された圧力と比較することにより評価し、望ましいレベルに維持することができる。前記フリーボード体積13は、流動床11の体積よりも上であり、このフリーボード体積13は、ガス及び気泡床中に残るには細かすぎるので、その代わりにガスと一緒に出口5dに運ばれて配管15に入る粒子を含む。ガスがチャーガス化チャンバー5を出た後は、ガスは配管17及び入口1dを通って第1の反応チャンバー1に入るか、又はガスの一部若しくはガスの全部は配管16を通ってCFB反応器を出るかのいずれかとすることができる。
【００４４】
第一のチャーガス化チャンバー5を底部にある出口5cを通って出た粒子は、入口9aを通って中間のチャーガス化チャンバー9に入る。中間のチャーガス化チャンバー9はさらに、流動化ガスを添加するための入口9bを反応器9の下部に含み、このようにして、流動床10が中間のチャーガス化チャンバー9に形成される。添加された流動化ガスは、典型的に主に空気であるが、他のガス化剤、例えばO2及び/又は蒸気（H2O）であってもよく、一方で、追加のガス化剤は、別の入口を通って導入され得る液体の水であってもよい。また、中間のチャーガス化チャンバー9は、チャンバー9の上部からの粒子を担う生成ガスのための出口9cを含み、出口9cは、第1の反応チャンバー1の下部につながる少なくとも1の出口を有する配管8へと開口する。すなわち、中間のチャーガス化チャンバー9は流動化ガスを第1の反応チャンバー1に供給し、中間のチャーガス化チャンバー9において生成したガスは酸素が乏しいので、第1の反応チャンバー1の底部に主要量の追加の酸素枯渇流動化ガスを添加する必要がなく、特に、N2などの不活性ガスの流動化ガスとしての使用を避けることができる。
【００４５】
通常の作動中、入口9aを通って中間の反応器9に入る粒子の大部分は、出口9cに向かって上に輸送される。例外は、反応チャンバー9内でガスへと変換されるチャー粒子と、灰分流を構成する過剰粒子がチャンバー9の底部から取り除かれ得ることである。流動床10の体積は、流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で、中間のチャーガス化チャンバー9の上部にある生成ガス及び粒子のための出口9cの中心までの体積として定義され、この流動床10の高さh10を図に示す。
【００４６】
CFB反応器は、流動化空気の入口とガス及び粒子のための出口とにより定義される、第2の流動床10の高さh10がチャーガス化チャンバー(5)中の第１の流動床11の高さh11よりも高くなることを可能とするように構成される。
【００４７】
通常、チャー分解の30％未満が中間のチャーガス化チャンバー9中で生じ、チャー分解の70％より多くが、第一のチャーガス化チャンバー5中で生じる。これと、さらに中間の反応器9を含ませることの少なくとも最小限の（明らかな）利益は、典型的に流動化剤の総質量流量の70％〜95％を第一のチャー反応器5に加える一方で、残り、すなわち30％〜5％を中間の反応器に加えることにより達成される。
【００４８】
CFB反応器に投入される炭素質燃料材料の総エネルギーの相当部分を構成するチャー中に残るエネルギーを解放するために、流動床中の粒子の凝集の危険を冒すことなしに、第一のチャーガス化チャンバー5をできるだけ高い温度で作動させることが望ましい。最も高い許容温度が第一のチャーガス化チャンバー5中で得られる場合、下流の流動床、すなわち中間のチャーガス化チャンバー中の流動床の温度は、第一のチャーガス化チャンバー5の温度より10〜20℃高くなり、これは、材料の凝集の原因となり、CFB反応器の作動停止となるか、又は第一のチャーガス化チャンバーでより低い温度が必要となるので、問題となり得る。
【００４９】
第一のチャーガス化チャンバー5及び中間のチャーガス化チャンバー9のそれぞれにおいて流動床の高さを調節することにより、中間のチャーガス化チャンバー9中のガス及び粒子の滞留時間を長くすることが可能である。これらの滞留時間を長くすることにより、支配的で速い発熱反応に追加して、ゆっくりとした蒸気系吸熱反応を中間のチャーガス化チャンバー9中に起こすことがより可能となる。蒸気系吸熱反応はまた、中間のチャーガス化チャンバーに導入されるガス化剤で、第一のチャーガス化チャンバーに使用されるものと比較してより大きい蒸気/酸素比を使用することにより促進される。もっとも典型的な、空気を添加することによる酸素の添加例では、中間のチャンバーにおける適切な蒸気/空気の質量流量比は、第一のチャーガス化チャンバーにおいて相当する比よりも大きく、典型的には、少なくとも0.05（すなわち＞5％蒸気）であり得、0.1又は0.2又は0.5であり得る。吸熱反応時間が生ずることにより、中間のチャーガス化反応器中の平均温度は、より低くなり、中間のチャーガス化反応器中の温度を、第一のチャーガス化チャンバー5中の温度よりも10℃未満、好適には5℃未満高く維持することが可能になる。これはまた、第一のチャー反応器5中の温度と比較して約10〜20℃の問題となる温度上昇を有することなく、中間の反応器9におけるチャーの分解をこのチャンバーの容積を増加することにより増大することが可能となることを意味する。中間の反応器において前記のより長いガス滞留時間を提供し、このようにしてより多くのチャーをゆっくりとした吸熱反応により変換することはまた、例えばより多くのひどく変換された蒸気又は水を単に添加することによって同様の冷却効果を提供するよりも前記の問題となる温度上昇を避けるためのより良い解決法である。
【００５０】
中間のチャーガス化チャンバーの断面は、通常、第1の反応チャンバー1に加えられるガス化剤の質量流と比例して一定量のガス化剤を典型的に（また、おおよそ同様に生じる表面の流動化速度で）消費するような寸法に形成される。中間のチャーガス化チャンバー9を通って移動する流動化ガスは、加熱された不活性粒子を担っており、十分に低い酸素含有量へと調節される必要があり、中間のチャーガス化チャンバー中の流動化ガスの流量を減少することにより滞留時間を長くすることが可能であるが、流動化ガスの最小流量は、チャンバーを通る粒子の輸送の必要性により主に規定される。
【００５１】
製品ガスは典型的に、4〜8MJ/Nm3の高発熱量を有する。この発熱量の範囲は典型的に、主に空気吹きガス化装置のものである、一方で高発熱量は、窒素と比較して高含有量の酸素を有するガス化剤を使用することにより得ることができる。
【００５２】
本発明はまた、以下のステップを含む方法に関する：
1）温度T1が400〜850℃である、第1の反応チャンバー内の低いO2含有量を有する流動化ガス及び熱い不活性再循環粒子中に炭素質材料を導入する。炭素質材料を熱的分解、すなわち熱で分解させる。全ての材料、すなわちチャー粒子及び不活性熱輸送粒子は、製品ガスにより第1の反応チャンバーの上部にある出口に運ばれ、そこを通って、製品ガス及び粒子は第1の工程ステップを出る。例えば、オーバーサイズ粒子を含む灰分をこの熱分解反応チャンバー1の底部から抜き出すための出口があってもよい。
2）粒子を担持する製品ガスが分離領域に入り（ここで、製品ガスは粒子から分離される）、供給された流動化ガスと比較して増大した発熱量を有する製品ガスは捕集されるか、又は直接消費され、一方で、分離された粒子はチャーガス化チャンバー中へと輸送される。
3）残留炭素質材料、すなわちチャー粒子は、流動床において600〜850℃の温度T2で分解処理を受ける。この工程ステップからの製品ガスはチャーガス化チャンバーから取り出され、例えばガス同伴微粒子の一部と一緒に第1の工程ステップに入る。製品ガスの一部は、第1の反応チャンバーに入る代わりに工程から取り出してもよい。製品ガスと一緒に輸送された粒子又は循環制御の目的のために取り出された粒子以外の粒子は、第4の工程ステップに輸送される。
4）さらに残留する炭素質材料は、流動床において600〜850℃の温度T3で第2の分解処理を受ける。製品ガス並びに再循環粒子は、第4のステップを出て、流動化ガス及び熱担持粒子として第1の工程ステップに入る。第4の工程ステップにおける流動床のガス滞留時間（t10）は、第3の工程ステップにおける流動床のガス滞留時間（t11）よりも長い（t10＞t11）。いくつかの実施形態では、第4の工程ステップからの製品ガスは、第1の反応チャンバー中の炭素質材料のための入口よりも下から流動化ガスとして第1の工程ステップに入る。
【００５３】
提供された実施形態の説明は代表例のみを示すものであり、特許請求の範囲により規定される発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【図１】
2015522106.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成27年3月17日(2015.3.17)
【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】
・熱い再循環粒子との接触により添加炭素質材料が熱分解される、第1の熱分解反応チャンバー（1）であって、炭素質材料のための入口（1a）、流動化ガスのための入口（1c）、第1の反応チャンバー（1）の上部にある、炭素含有チャー粒子及び再循環不活性粒子を担持する製品ガスのための出口（1b）、並びに、第一のチャーガス化チャンバー（5）からの製品ガスのための入口（1d）を有する、第1の熱分解反応チャンバー（1）、
・1又は複数のセパレーター（4）であって、第1の反応チャンバー（1）からの粒子を担持する製品ガスが受け入れられる入口（4a）、及び粒子がセパレーターを出て1又は複数の配管（14）を介して第一のチャーガス化チャンバー（5）に入るための出口（4b）を有する、セパレーター（4）、
・熱分解され及び再循環する粒子のための入口（5a）、第一のチャーガス化チャンバー（5）の下部にある流動化ガス（6）のための入口（5b）、第一のチャーガス化チャンバー（5）の上部にある生成ガスのための出口（5d）、及び第一のチャーガス化チャンバー（5）の下部にあり、粒子戻り配管（7）に開口する粒子のための出口（5c）を有する第一のチャーガス化チャンバー（5）であって、粒子戻り配管（7）が中間のチャーガス化チャンバー（9）に開口する、前記第一のチャーガス化チャンバー（5）、並びに
・第一のチャーガス化チャンバー（5）からの粒子のための入口（9a）及び反応器（9）の下部にある流動化ガス（例えばO2/H2Oを含むガス）のための入口（9b）を含み、さらに、チャンバー（9）の上部からの粒子を担持する生成ガスのための出口（9c）であって、第1の反応チャンバー（1）の下部につながる少なくとも1の出口を有し、かつ流動化ガスを第1の反応チャンバー（1）に供給する配管（8）に開口している出口（9c）も含む、中間のチャーガス化チャンバー（9）
を含む、添加炭素質材料の熱処理のための循環流動床（CFB）反応器。
【請求項２】
中間のチャーガス化チャンバー（9）からの流動化ガスのための入口（1c）が、第一のチャーガス化チャンバー（5）からのガスのための入口（1d）の下方、すなわち上流側に位置する、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項３】
灰分のための出口が1若しくは複数のセパレーター（4）及び/又は中間のチャーガス化チャンバー（9）の底部に備えられている、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項４】
中間のチャーガス化反応器の断面積が第一のチャーガス化チャンバー（5）の断面積よりも少なくとも50％小さい、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項５】
中間のチャーガス化チャンバー（9）からの流動化ガスのための入口（1c）が、熱分解反応チャンバー（1）への炭素質材料のためのあらゆる入口（1a）の下方、すなわち上流側に位置する、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項６】
反応器が、
（a）中間のチャーガス化チャンバーの頂部が第一のチャーガス化チャンバーの頂部レベルと底部レベルとの中間レベルに位置し；
（b）中間のチャーガス化チャンバー（9）の頂部が第一のチャーガス化チャンバー（5）の流動化ガスの大部分が導入されるレベルよりも高いレベルに位置し；及び/又は
（c）中間のチャーガス化チャンバーの容積の50％よりも多くが第一のチャーガス化チャンバーの底部よりも下であり、熱分解チャンバーの底部よりも下のレベルに位置する
ように構成される、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項７】
作動中、粒子の第1の流動床（11）が第一のチャーガス化チャンバー（5）に提供され、前記第1の流動床（11）の体積が流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で同じ流動床の表面までに存在する体積として定義され、第1の流動床（11）の体積より上がガス及び同伴微粒子を含むより低い比重のフリーボード体積（13）である、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項８】
作動中、粒子が中間のチャーガス化チャンバー（9）を通って運ばれて粒子の第2の流動床（10）を形成し、この第2の流動床（10）の体積が流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で中間のチャーガス化チャンバーの上部にある生成ガス及び粒子のための出口（9c）の中心までの体積として定義され、中間のチャーガス化チャンバー（9）の第2の流動床（10）の高さ（h10）が第一のチャーガス化チャンバー（5）の第1の流動床（11）の高さ（h11）より高い、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項９】
作動中、粒子が中間のチャーガス化チャンバー（9）を通って運ばれて粒子の第2の流動床（10）を形成し、この第2の流動床（10）の体積が流動化ガスを流動床の底部に加えるレベルより上で中間のチャーガス化チャンバーの上部にある生成ガス及び粒子のための出口（9c）の中心までの体積として定義され、第一のチャーガス化チャンバー（5）の底部と頂部との間の圧力差が中間のチャーガス化チャンバー（9）の底部と頂部との間よりも小さい、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項１０】
熱分解チャンバーの底部から15％以内に、流動化ガスを導入することができるノズルを更に含む、請求項１に記載のCFB反応器。
【請求項１１】
・低いO2含有量を有する流動化ガス及び熱い不活性再循環粒子が流動し、温度T1が400〜850℃である第1の熱分解反応チャンバー中に炭素質材料を導入する第１の工程ステップであって、第1の工程ステップから部分的に変換された粒子（すなわちチャー）及び再循環床粒子を担持する製品ガスを生成する、第1の工程ステップ、
・第1のステップからの製品ガスを再循環及び部分的に変換されたチャー粒子から分離する第2の工程ステップであって、製品ガスが工程から出る一方で、分離されたチャー粒子及び床粒子が第3の工程ステップに入る、第2の工程ステップ、
・第一のチャー反応器において行われる第3の工程ステップであって、分離されたチャー中に残存する炭素質材料が流動床において600〜850℃の温度T2で分解酸化処理を受けて、第一のチャー反応器の上部から取り出される製品ガスを生成し、製品ガスが同伴微粒子の一部と一緒に第1の工程ステップに入る一方で、第一のチャー反応器の下部からの床粒子が第4の工程ステップに運ばれる、第3の工程ステップ、並びに
・残存するチャーが流動床において600〜850℃の温度T3で第2の分解酸化処理を受ける第4の工程ステップであって、再循環粒子と一緒に第4のステップを出て、流動化ガスとして第1の工程ステップに入る製品ガスを生成する、第4の工程ステップ、
を含む、炭素質材料から望ましい発熱量を有する製品ガスを製造する方法であって、
第4の工程ステップの流動床におけるガス滞留時間（t10）が、第3の工程ステップの流動床におけるガス滞留時間（t11）よりも長い（t10＞t11）、方法。
【請求項１２】
（a）t10が＞1.2t11、好適には＞1.5t11であり；
（b）第3の工程ステップの温度T2と第4の工程ステップの温度T3とが10℃未満で異なり、すなわちT3-T2＜10℃、通常T3-T2＜5℃であり；
（c）温度T1が400〜800℃、通常625〜775℃であり；及び/又は
（d）温度T2が650〜800℃、通常700〜800℃である、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第1の工程ステップの温度が、第1の工程ステップへの流動化ガス及び再循環粒子の流れを決定する第4の工程ステップへの流動化ガスの流れを調節することにより制御される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
第3の工程ステップにおける床材料の少なくとも95重量％が不活性粒子材料である一方で、材料の5重量％未満が残存する炭素質材料である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
炭素質材料が任意の1又は複数の、穀物わら、稲わら、関連穀粒精白廃棄物流；別の作物、例えばサトウキビ、モロコシ、テンサイ、トウモロコシ、ジャガイモ、ナッツ、茶、綿、ワイン、オリーブ及びアブラヤシの残渣；例えば海藻を含む藻類；例えばミスカンツス（Miscantus）を含む草類を含むエネルギー作物；ヤナギ及びポプラを含む早生樹に基づく短期循環森林穀物からの残渣；例えば塩を含む水の近くでの成長により又はその他塩を含む水との接触により高濃度の塩を有する作物；肉及び骨粉を含む肉製品産業からの残渣；脱水糞尿スラリーを含む家畜糞尿；このようなストリームに由来する有機分を含む都市及び産業有機廃棄物；下水汚泥；又は木材の加工による繊維及びリグニン製品などのエネルギーを含む残渣並びに精製していない有機製品を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
作動中、第一のチャーガス化チャンバー（5）の底部と頂部との間の圧力差が中間のチャーガス化チャンバー（9）の底部と頂部との間よりも小さい、請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
2015522106.tif 000004
2015522106.tif 000005
2015522106.tif 000006