【手続補正書】
【提出日】平成20年5月22日(2008.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の単位操作を実施するためのマイクロコンポーネント装置において、
第１入口、第１出口、第１マイクロチャネル配列、及び第２マイクロチャネル配列を有するマイクロコンポーネントデバイスを備えており、
作動時には、ストリームが、前記マイクロコンポーネントデバイスの前記第１入口から入り、前記第１マイクロチャネル配列の間に分配され、前記ストリームに第１単位操作が実行され、前記ストリームは前記第１出口を出て、前記マイクロコンポーネントデバイスを出るようになっており、
前記ストリームを第２単位操作によって変更することのできる処理デバイスが前記マイクロコンポーネントデバイスの第１出口に接続されており、
前記処理デバイスの出口は、第２入口を通して前記マイクロコンポーネントデバイスの第２入口と接続されており、
前記第２マイクロチャネル配列は前記第２入口に接続されており、第２出口は前記第２マイクロチャネル配列に接続されており、
作動時には、前記ストリームが、再び前記マイクロコンポーネントデバイスに入り、前記第２マイクロチャネル配列の間に分配され、そこで前記ストリームに前記第１単位操作を再度実行することができ、前記ストリームは、前記第２出口を出て、前記マイクロコンポーネントデバイスを出るようになっている、マイクロコンポーネント装置。
【請求項２】
前記処理デバイスは、マイクロチャネル熱交換器を具備しており、
作動時には、ストリームが、前記第２マイクロチャネル配列から、前記マイクロチャネル熱交換器を通って、前記第１マイクロチャネル配列へと流れ、続いて、前記マイクロチャネル熱交換器を通って、前記第２マイクロチャネル配列へ流れ戻るようになっており、
作動時には、前記マイクロチャネル熱交換器内で、熱が、前記第２マイクロチャネル配列から前記第１マイクロチャネル配列に流れるストリームと前記第１マイクロチャネル配列から前記第２マイクロチャネル配列に流れるストリームとの間で交換され、
前記熱交換器は、少なくとも立方センチメートル当たり０．６Ｗの熱出力密度と、少なくとも８０％のエクセルギー効率とを有している、請求項１に記載のマイクロコンポーネント装置。
【請求項３】
前記処理デバイスは、ガス状コンポーネントを追加するためのガス入口を備えている室を具備する、請求項１に記載のマイクロチャネルデバイス。
【請求項４】
前記第１マイクロチャネル配列は化学反応器を備えている、請求項２に記載のマイクロチャネルデバイス。
【請求項５】
作動時には、前記第１マイクロチャネル配列の温度と前記第２マイクロチャネル配列の温度が、少なくとも３５０℃異なる、請求項２に記載のマイクロチャネルデバイス。
【請求項６】
マイクロコンポーネント装置で複数の単位操作を実施する方法において、
第１マイクロコンポーネントセルにおいて、第１ストリームに第１単位操作を実行する段階と、前記第１単位操作に続いて、これとは別の第２単位操作を第１ストリームに実行して変更されたストリームを作る段階と、
次に第２マイクロコンポーネントセルにおいて、前記変更されたストリームに前記第１単位操作を実行して、前記第１ストリームに対する前記第１単位操作と同じ目的で、ある単一の単位操作を達成する段階と、から成る方法。
【請求項７】
前記第１ストリームは熱交換流体から成り、マイクロコンポーネントセル内の前記第１単位操作は、前記第１ストリームから伝達されている熱が吸熱プロセスに熱を提供する熱交換から成り、
前記第１ストリームを変更する前記第２単位操作は、熱源からの再加熱か、又は追加の燃料又は酸素を加えて燃焼反応を起こすことによって、前記第１流体を再加熱する段階を含んでいる、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記吸熱プロセスは吸熱化学反応である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記吸熱プロセスは乾燥又は脱離プロセスを含んでいる、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記吸熱プロセスは沸騰又は気化を含んでいる、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１ストリームは熱交換流体であり、マイクロコンポーネントセル内の前記第１単位操作は、吸熱プロセスから第１ストリームへ伝達されている熱が冷却を提供する熱交換から成り、
前記第１ストリームを変更する前記第２単位操作は、熱をヒートシンクに伝達することによって、前記第１流体を冷却する段階を含んでいる、請求項６に記載の方法。
【請求項１２】
前記吸熱プロセスは吸熱化学反応である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記吸熱プロセスは、気体の液体への吸着又は気体の固体への吸着から成る群から選択された吸着プロセスを含んでいる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記吸熱プロセスは相転移プロセスを含んでいる、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
前記第１ストリームは化学反応物質から構成されており、マイクロコンポーネントセル内の前記第１単位操作は化成反応を含んでおり、
前記第１ストリームを変更する前記第２単位操作は、少なくとも１つの元の反応物質が前記第１ストリームに追加される物質移動を含んでいる、請求項６に記載のプロセス。
【請求項１６】
前記第１単位操作における化学反応は炭化水素の水蒸気改質を含んでおり、前記第２単位操作は、追加の炭化水素反応物質を第１ストリームに加える段階を含んでいる、請求項１５に記載のプロセス。
【請求項１７】
前記第１ストリームは化学反応物質から構成されており、マイクロコンポーネントセル内の前記第１単位操作は化成反応を含んでおり、
前記第１ストリームを変更する前記第２単位操作は、少なくとも１つの反応生成物が前記第１ストリームから選択的に取り除かれる化学的選別を含んでいる、請求項６に記載のプロセス。
【請求項１８】
前記第１単位操作における化学反応は炭化水素の水蒸気改質を含んでおり、前記第２単位操作は、ガス膜システム、吸着プロセス、低温蒸留及び電気化学セル内半透膜のいずれかを使って水素を選択的に取り除く段階を含んでいる、請求項１７に記載のプロセス。
【請求項１９】
前記第１単位操作における化学反応は炭化水素の水蒸気改質を含んでおり、前記第２単位操作は、水性ガス転化反応器と水素分離との組合せを含んでいる、請求項１７に記載のプロセス。
【請求項２０】
マイクロコンポーネントデバイス内でエクセルギーを変換する方法において、
第１化学的エクセルギーを有する第１ストリームを提供する段階と、
前記第１化学的エクセルギーの少なくとも一部を物理的エクセルギーに転換する段階と、
前記物理的エクセルギーの少なくとも一部を第２ストリーム内の化学的エクセルギーに移動させる段階と、から成り、
前記第１ストリームと前記第２ストリームは混合されることはなく、
前記物理的エクセルギーの少なくとも一部を第２ストリーム内の化学的エクセルギーに転換する前記段階は、少なくとも５０％のエクセルギー効率を有しており、
前記第１化学的エクセルギーの少なくとも一部を物理的エクセルギーに移動させる前記段階は、立方センチメートル当たり少なくとも０．６ワットの熱出力密度を有している、方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７３】
本装置の対象として想定している炭化水素供給原料としては、中間長鎖炭化水素（例えば、イソオクタン）及び短鎖炭化水素（例えば、メタン、エタンなど）に加えて、アルコール（例えば、メタノール、エタノールなど）が挙げられる。複雑な混合物（例えば、ガソリン又はディーゼル燃料）からの合成ガスの生成は考慮してはいるが、改質に問題が生じるような構成物質を扱うために、追加的な単位操作が必要になる。そのような問題となる構成物質の例としては、イオウ含有化合物、芳香族、界面活性剤が挙げられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
熱交換器テストは、所望の窒素流と炉内温度を選択し、次いで交換器上の温度が安定するのを待って実施した。全データは定常状態で採取した。定常状態の条件を達成するのに要した時間は、温度と流量により変動し１５分から４５分の間であった。この緩慢な力学は、主として交換器に入る前の加熱されたガス流に関わる長い流路と熱質量のためであると考えられる。これは、より迅速にデータ収集できるように変更することもできる。データから復熱器自体の力学的応答を分別する試みは行っていない。熱交換器を完全に断熱し、加熱速度を８６ワットから９４３ワットまで変動して評価した結果合計２１通りの定常状態テスト条件を記録した。最高熱出力密度（単位ハードウェア容積当たりの発熱率）は従って２５．４ワット／ｃｍ３であった。システムは、窒素を作動流体とし、流量３０乃至１２６ｓｌｐｍの変動範囲内で、低温流体の導入圧力４．７６乃至３０．９５ｐｓｉｇの範囲で作動させた。低温流体及び高温流体ともに同じストリームを使用し、低温流体は交換器を出て後、装置に戻り高温流体として機能する前に追加加熱した。低温流体の導入温度は概ね２３−２６℃であった。低温流体の排出温度は、１８８℃から４７３℃の範囲の様々なレベルまで上昇した。高温流体の導入温度は２２０−５７５℃の範囲で変動し、排出温度は６１−１４５℃の範囲で変動した。