(57)【要約】  高温固体法の使用により生成される予め特定された生成物が一群の生成物から選択される、燃焼及びガス化を目的とする選択的に作動可能な高温固体法。高温固体法の使用により生成される予め特定された生成物の性質に基づいて、予め特定された生成物が得られる特定の燃料が一群の燃料から選択される。次に、この予め特定された生成物を第１の炉からの出力として生成可能な第１の炉が一群の炉から選択される。その後、一群のキャリアから選択される所定のキャリアと空気を変換可能な第２の炉が一群の炉から選択され、第２の炉から所定の出力が生成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼及びガス化を目的とする選択的に作動可能な高温固体法であって、
ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）のうち少なくとも２以上を含む一群の生成物から、前記高温固体法の使用により生成される予め特定された生成物を選択するステップと、
前記高温固体法の使用により生成される前記予め特定された生成物の性質に基づいて、少なくとも２以上の固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物ごみ固形燃料、及びバイオマスの含む一群の燃料から、前記予め特定された生成物が得られる特定の燃料を選択するステップと、
少なくとも２以上の固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、前記予め特定された生成物を当該第１の炉からの出力として生成可能な第１の炉を選択するステップと、
固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉のうち少なくとも２以上を含む一群の炉から、当該第２の炉から所定の出力を生成するために、カルシウム系キャリアと金属系キャリアを含む一群のキャリアから選択される所定のキャリアと空気を変換可能な第２の炉を選択するステップと、
空気及び前記所定のキャリアを前記第２の炉への入力として前記第２の炉に供給するステップと、
前記第２の炉から前記所定の出力を生成するために、前記空気と前記所定のキャリアを前記第２の炉で変換させるステップと、
前記第２の炉からの前記所定の出力と前記特定の燃料を前記第１の炉への入力として前記第１の炉に供給するステップと、
前記第１の炉において前記予め特定された生成物を生成するために、前記第２の炉からの前記所定の出力と前記特定の燃料を前記第１の炉で変換させるステップと、
前記予め特定された生成物を前記第１の炉からの出力として排出させるステップと
を有する方法。
【請求項２】
前記予め特定された生成物として二酸化炭素（ＣＯ２）を選択するステップ
をさらに有する請求項１に記載の高温固体法。
【請求項３】
前記特定の燃料として固体炭素質燃料を選択するステップ
をさらに有する請求項２に記載の高温固体法。
【請求項４】
前記第１の炉として第１の循環床炉を選択するステップと、
前記第２の炉として第２の循環床炉を選択するステップと
をさらに有する請求項３に記載の高温固体法。
【請求項５】
前記所定のキャリアとしてカルシウム系キャリアを選択するステップと、
所定のカルシウム系の出力を生成するために、前記空気と前記所定のカルシウム系キャリアを前記第２の循環床炉で変換させるステップと
をさらに有する請求項４に記載の高温固体法。
【請求項６】
前記予め特定された生成物としてＣＯ／Ｈ２混合ガスを選択するステップ
をさらに有する請求項１に記載の高温固体法。
【請求項７】
前記特定の燃料として固体炭素質燃料を選択するステップ
をさらに有する請求項６に記載の高温固体法。
【請求項８】
前記第１の炉として第１の循環床炉を選択するステップと、
前記第２の炉として第２の循環床炉を選択するステップと
をさらに有する請求項７に記載の高温固体法。
【請求項９】
前記所定のキャリアとしてカルシウム系キャリアを選択するステップと、
所定のカルシウム系の出力を生成するために、前記空気と前記所定のカルシウム系キャリアを前記第２の循環床炉で変換させるステップと
をさらに有する請求項８に記載の高温固体法。
【請求項１０】
前記予め特定された生成物として水素（Ｈ２）を選択するステップ
をさらに有する請求項１に記載の高温固体法。
【請求項１１】
前記特定の燃料として固体炭素質燃料を選択するステップ
をさらに有する請求項１２に記載の高温固体法。
【請求項１２】
前記第１の炉として第１の循環床炉を選択するステップと、
前記第２の炉として第２の循環床炉を選択するステップと
をさらに有する請求項１３に記載の高温固体法。
【請求項１３】
前記所定のキャリアとしてカルシウム系キャリアを選択するステップと、
所定のカルシウム系の出力を生成するために、前記空気と前記所定のカルシウム系キャリアを前記第２の循環床炉で変換させるステップと
をさらに有する請求項１２に記載の高温固体法。
【請求項１４】
前記予め特定された生成物として一酸化炭素（ＣＯ）を選択するステップ
をさらに有する請求項１に記載の高温固体法。
【請求項１５】
前記特定の燃料として固体炭素質燃料を選択するステップ
をさらに有する請求項１４に記載の高温固体法。
【請求項１６】
前記第１の炉として第１の循環床炉を選択するステップと、
前記第２の炉として第２の循環床炉を選択するステップと
をさらに有する請求項１５に記載の高温固体法。
【請求項１７】
前記所定のキャリアとしてカルシウム系キャリアを選択するステップと、
所定のカルシウム系の出力を生成するために、前記空気と前記所定のカルシウム系キャリアを前記第２の循環床炉で変換させるステップと
をさらに有する請求項１６に記載の高温固体法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年３月３１日に出願された「燃焼及びガス化を目的とする選択的に作動可能な高温固体法」という名称の同時係属中の米国特許仮出願第６１／１６５，０４２号の優先権を主張するものであり、ここに本明細書の一部を構成するものとしてその全てを援用する。
【０００２】
本発明は、一般に、燃焼及びガス化を目的とする選択的に作動可能な高温固体法（hot solids process）に関する。より詳細には、本発明は、高温固体法の使用により生成される予め特定された生成物が所定の一群の生成物から選択されるとともに、生成される予め特定された生成物の性質に基づいて、高温固体法の使用により予め特定された生成物が得られる特定の燃料が所定の一群の燃料から選択される高温固体法に関する。
【背景技術】
【０００３】
今日、世界の全ての国々は、衣食住及び労働といった、大量のエネルギー供給に大きく依存する人間の基本的な欲求を満たすために努力しなければならないような厳しい状況に直面している。このエネルギー消費の増大は、そのほとんどが石炭、石油及びガスを主とする化石燃料によってまかなわれている。エネルギー需要が増え続ける中で、環境問題、安定供給、及び経済的影響は全てバランスが保たれるべきであると考えられる。しかし、やはり実質経済成長とエネルギー消費とは密接不可分な関係にある。
【０００４】
十分なエネルギー供給を継続的に提供するための根本的な解決策を模索する一方、エネルギー需要の急激な増加に対応するために、短期的、暫定的な解決策が考えられるべきである。採掘、掘削、搬送、加工、及び化石燃料の使用における技術が向上すると、当然エネルギー資源の可採掘量を拡大できるため、エネルギーの保全に積極的に取り組むことができる。同様に、これに限定されるものではないが、例えば化石燃料のガス化、流動床燃焼、又はハイブリッド型の燃焼・ガス化化石燃料技術等の高温固体法の様々な形態の使用を含む先進的なクリーン化石燃料技術を利用すると、世界の膨大な化石燃料資源の利用拡大に対する効果が得られる。
【０００５】
発電システムの動作方式によれば、非常によく知られているように、蒸気は、発電システムで用いられる蒸気発生器により化石燃料の燃焼から生成され、蒸気タービンで用いられるように設計されている。このような蒸気は、全体的には高温高圧であり、蒸気タービンを回転させるために、前述した蒸気タービンにおいて膨張される。蒸気タービンは、この蒸気タービンに適切に動作するように接続された発電機を連動して回転させるように、周知の方法で回転される。そして、発電機が回転されると、導体が磁界を通って移動させられて、電流が発生する。前述した動作方式は、発電システムにおいて今日においても前提となっている基本的な原理である。
【０００６】
より高効率な発電システムを実現するために、このような発電システムで使用される蒸気発生器が動作可能な温度及び圧力を上昇させるために行われてきた試みが知られている。これまでの試みにより、臨界圧力未満の状態又は超臨界圧力の状態で動作可能な発電システム用の蒸気発生器が商用に供給されている。このような蒸気発生器は、発電システムでの使用を目的としたものであるが、この蒸気発生器を構成するように設計された材質の強化は、高温高圧で動作するような材質、さらには蒸気発生器を可能とした。
【０００７】
様々な態様の高温固体法が用いられる上述した先進的なクリーン化石燃料技術、特に化石燃料のガス化技術についてさらに説明すると、まずこれに関連して、これに限定されるものではないが、例えば１９５２年７月８日にＴｈｅ  Ｍ．Ｗ．Ｋｅｌｌｏｇｇ社によって取得された米国特許第２，６０２，８０９号が注目される。この米国特許第２，６０２，８０９号が教示する内容は、高温固体法が用いられるタイプの化石燃料のガス化技術の継続的な開発における初期の開発の代表例になると考えられる。従って、米国特許第２，６０２，８０９号では、この教示に従って、特に低品質の固体炭素含有物質のガス化に適した方法を教示の対象としている。より具体的には、米国特許第２，６０２，８０９号の教示の対象となる方法の動作方式に関係する限りでは、このような固体炭素含有物質を炭素酸化に変換するために、固体炭素含有物質は、空気中の窒素が生成ガスに混入しないような方法で、空気との間接酸化により酸化されるように設計されている。このような固体炭素含有物質のガス化は、流動金属酸化物の酸化と還元の繰り返しにより実現される。米国特許第２，６０２，８０９号の教示によれば、金属酸化物を還元させ、且つ、炭素の酸化に必要な酸素の主要な供給源となる金属酸化物で固体燃料の炭素を酸化炭素に酸化させるような条件下で、金属酸化物を微粉状の固体炭素含有物質に接触させることにより、固体燃料はガスに変換される。このとき、金属酸化物が還元された後、還元された金属酸化物に再び酸化が施されるため、プロセスサイクルを再び繰り返して行うことが可能となる。
【０００８】
さらに、様々な態様の高温固体法が用いられる上述した先進的なクリーン化石燃料技術の化石燃料のガス化技術に関し、次にこれに関連して、これに限定されるものではないが、例えば次に１９８６年７月２９日にＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ社によって取得された米国特許第４，６０２，５７３号が注目される。この米国特許第４，６０２，５７３号が教示する内容は、高温固体法が用いられるタイプの化石燃料のガス化技術の継続的な進化におけるさらなる開発の代表例になると考えられる。従って、米国特許第４，６０２，５７３号では、この教示に従って、炭素質燃料をガス化及び燃焼させる方法、より詳細には、硫黄及び窒素を含む炭素質燃料をガス化して、蒸気発生器で追加の炭素質燃料により燃焼されるように設計された一酸化炭素リッチ低ＢＴＵ燃料ガスを生成する統合プロセスが教示の対象として記載されている。より具体的には、米国特許第４，６０２，５７３号の教示の対象となる方法の動作方式に関係する限りでは、硫黄及び窒素を含む炭素質燃料の第一の端部は、ガス化炉内の還元性雰囲気の空気中でガス化され、高温でチャーを含むカロリーが低い一酸化炭素リッチ燃料ガスが生成される。その後、硫黄捕捉材がガス化炉に導入され、硫黄捕捉材の存在下で炭素質燃料のガス化が実行されることにより、ガス化された炭素質燃料に含まれる硫黄の大部分が硫黄捕捉材により捕捉される。
【０００９】
次に、様々な態様の高温固体法が用いられる上述した先進的なクリーン化石燃料技術、特に流動床燃料技術がさらに注目される。より具体的には、これに関連して、これに限定されるものではないが、例えば１９７８年９月５日にＭｅｔａｌｌｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ  Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔにより取得された米国特許第４，１１１，１５８号が注目される。この米国特許第４，１１１，１５８号が教示する内容は、高温固体法が用いられるタイプの流動床燃料技術の継続的な開発における初期の開発の代表例になると考えられる。従って、米国特許第４，１１１，１５８号では、この教示に従って、例えば炭素質又は硫黄の化合物等の可燃物が固体供給物に含まれる発熱プロセスを実行するための方法又は装置が教示の対象として記載されている。さらに、米国特許第４，１１１，１５８号の教示の対象となる方法及び装置に関係する限りでは、固体供給物である可燃性化合物が、流動床において概ね理論空燃比の条件下で燃焼されるように設計されている。その後、固体供給物である可燃性化合物の燃焼により生成され、流動床から取り出された固体は、流動床に戻されて再利用されるとともに、固体供給物の可燃性化合物の燃焼により発生する熱は、回収して利用することができる。
【００１０】
さらに、様々な態様の高温固体法が用いられる上述した先進的なクリーン化石燃料技術の流動床燃焼技術に関し、次に、これに限定されるものではないが、例えば１９９６年７月９日にＡ．Ａｈｌｓｔｒｏｍ社によって取得された米国特許第５，５３３，４７１号が注目される。この米国特許第５，５３３，４７１号が教示する内容は、高温固体法が用いられるタイプの流動床燃焼技術の継続的な進化におけるさらなる開発の代表例になると考えられる。従って、米国特許第５，５３３，４７１号では、この教示に従って、固体物質を冷却するのに十分な伝熱表面積を確保して、流動床炉の温度を効率的に制御できるようにしたシステム及び方法が教示の対象として記載されている。より具体的には、米国特許第５，５３３，４７１号の教示の対象となるシステム及び方法の動作方式に関係する限りでは、循環（速い）流動床及び気泡発生（遅い）流動床が用いられている。さらに、これらの２つの流動床は、その間に第１及び第２の相互連結部が設けられ、典型的には、循環流動床の流動ガス導入格子を循環流動床の下にくるようにし、互いに隣接して設置される。気泡発生流動床は全体的に実質的に一定の密度を有し、その頂部に明瞭な境界線を有するので、第１の相互連結部を気泡発生流動床の頂部の上に設け、２つの流動床の間の圧力及び密度条件が、循環流動床から気泡発生流動床へ第１の相互連結部を通る粒子の流れを与える結果になるようにする。しかし、気泡発生流動床の平均密度は、循環流動床の密度よりも大きいので、粒子は気泡発生流動床で処理された後（例えば、冷却後）、圧力及び密度条件により、第２の相互連結部を通じて循環流動床へ戻される。
【００１１】
様々な態様の高温固体法が用いられる上述した先進的なクリーン化石燃料技術、特にハイブリッド型の燃焼・ガス化技術についてさらに説明すると、まずこれに関連して、これに限定されるものではないが、例えば１９８１年６月９日にＭｏｎｓａｎｔｏ社によって取得された米国特許第４，２７２，３９９号が注目される。この米国特許第４，２７２，３９９号が教示する内容は、高温固体法が用いられるタイプのハイブリッド型の燃焼・ガス化技術の継続的な進化における初期の開発の代表例になると考えられる。従って、米国特許第４，２７２，３９９号では、この教示に従って、炭素含有物質から高純度合成ガスを生成するための一体化されたプロセスが教示の対象として記載されている。より具体的には、米国特許第４，２７２，３９９号の教示の対象となる一体化されたプロセスの動作方式に関係する限りでは、熱と酸素のキャリアとして特徴付けられ、全体的には酸化剤と呼ばれる金属酸素含有物質が、炭素含有物質の酸化ガス化のために熱及び酸素の移動剤として用いられる。さらに、蒸気、二酸化炭素、合成ガス又はそれらの混合物は、この酸化剤を流動化して上昇並流システムを通じて移送するために使用される。従って、対象の一体化されたプロセスの動作方式によれば、酸化剤により合成ガスが酸化及び加熱され、酸化剤還元ゾーンにおいて水と二酸化炭素が生成されてから、ガス化ゾーンにおいて酸化剤及びガスの炭素含有物質への接触がなされる。また、炭素含有物質は、空気中の窒素が生成合成ガスに混入しないような方法で、主に二酸化炭素と水素に酸化される。さらに、炭素含有物質のガス化は、流動化された酸化剤の酸化と還元の繰り返しにより実現される。そして、このようなガス化の後、還元された酸化剤は、酸化ゾーンにおいて再び酸化され、そしてこのサイクルが繰り返される。この還元された酸化剤は、単一の金属元素であってもよいし、低酸化状態であってもよい。
【００１２】
さらに、様々な態様の様々な態様の高温固体法が用いられる上記の先進的なクリーン化石燃料技術のハイブリッド型の燃焼・ガス化技術に関し、次にこれに関連して、これに限定されるものではないが、例えば２００６年８月１日にＡＬＳＴＯＭ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社によって取得された米国特許第７，０８３，６５８号が注目される。この米国特許第７，０８３，６５８号が教示する内容は、高温固体法が用いられるタイプのハイブリッド型の燃焼・ガス化技術の継続的な進化におけるさらなる開発の代表例になると考えられる。従って、米国特許第７，０８３，６５８号では、この教示に従って、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出を最小限に抑制し又は完全になくすことが可能な発電用の水素を生成するために、化石燃料、バイオマス、石油コークス、又はその他炭素を含む燃料を利用する装置が教示の対象として記載されている。より具体的には、米国特許第７，０８３，６５８号の教示の対象となる動作方式が関係する限りでは、ガス化装置は、炭素質燃料からガス生成物を生成するために設けられる。このガス化装置は、発熱酸化反応器と吸熱還元反応器とを含む第１の化学プロセスループを備えている。さらに、発熱酸化反応器は、硫化カルシウム（ＣａＳ）供給口、高温空気供給口、及び硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）廃ガス排出口を有している。一方、吸熱還元反応器は、発熱酸化反応器の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）排ガス排出口と連通した硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）供給口、発熱酸化反応器の硫化カルシウム（ＣａＳ）供給口と連通した硫化カルシウム（ＣａＳ）ガス生成物排出口、及び炭素質燃料を入れるための材料供給口を有している。また、硫化カルシウム（ＣａＳ）は、発熱酸化反応器内の空気中で酸化される。これにより、高温の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）が生成され、吸熱還元反応器へと排出される。さらに、吸熱還元反応器に入れられた高温の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）と炭素質燃料とは、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）の熱量を利用して吸熱反応を受けて、炭素質燃料が硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）から酸素を奪うことにより、硫化カルシウム（Ｃａｓ）とガス生成物とを生じる。その後、硫化カルシウム（ＣａＳ）は、第１の化学プロセスループから排出されたガス生成物とともに発熱酸化反応器に排出される。
【００１３】
したがって、本発明の目的は、燃焼及びガス化を目的とする選択的に作動可能な高温固体法を提供することである。
【００１４】
また、本発明の目的は、予め特定された生成物の生成に使用可能な高温固体法を提供することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、このような予め特定された生成物を、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）を含む一群の生成物から選択可能な高温固体法を提供することである。
【００１６】
本発明のさらに別の目的は、生成される予め特定された生成物の性質に基づいて、予め特定された生成物が得られる特定の燃料を、高温固体法で使用するために選択可能な高温固体法を提供することである。
【００１７】
本発明のさらなる目的は、このような特定の燃料を、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から選択可能な高温固体法を提供することである。
【００１８】
本発明の別のさらなる目的は、使用する炉が、固定床炉（fixed red reactor）、バブリング床炉（bubbling bed reactor）、循環床炉（circulating bed reactor）、移動炉（transport reactor）、及び噴流床炉（entrained bed reactor）を含む一群の炉から選択される高温固体法を提供することである。
【００１９】
本発明のさらに別の目的は、比較的安価に提供でき、比較的容易に使用でき、その使用により生成可能な生成物の範囲内で、多様性が高いことを特徴とする高温固体法を提供することを目的とする。
【発明の概要】
【００２０】
本発明によれば、燃焼及びガス化を目的とする選択的に作動可能な高温固体法が提供される。対象の高温固体法は、本発明に従って以下のステップを有する。本発明の高温個体法の使用により生成される予め特定された生成物は、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）のうち少なくとも２つを含む一群の生成物から選択される。本発明の前記高温固体法の使用により生成される前記予め特定された生成物の性質に基づいて、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスの少なくとも２つを含む一群の燃料から、前記予め特定された生成物が得られる特定の燃料が選択される。さらに、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉の少なくとも２つを含む一群の炉から、前記予め特定された生成物を当該第１の炉からの出力として生成する目的で動作可能な第１の炉が選択され、そして固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、変換された空気と所定のキャリアから当該第２の炉の所定の出力を生成するために、カルシウム系キャリアと金属系キャリアを含む一群のキャリアから選択された所定のキャリアと空気を変換する目的で動作可能な第２の炉が選択される。さらに、本発明の前記高温固体法の前記動作方式によれば、空気と前記所定のキャリアは、前記第２の炉に入力として供給され、前記空気と前記所定のキャリアが前記第２の炉で変換され、これにより前記第２の炉から所定の出力が生成される。前記第２の炉からの前記所定の出力と前記特定の燃料は前記第１の炉に入力として供給され、前記第２の炉からの前記所定の出力と前記特定の燃料が前記第１の炉で変換され、これにより、本発明の前記高温固体法の使用により生成される前記予め特定された生成物が生成される。そして、前記第１の炉から前記予め特定された生成物が排出される。
【００２１】
本発明の前記高温固体法の前記動作方式の第１実施形態によれば、本発明の前記高温固体法の使用により生成される前記予め特定された生成物は、二酸化炭素（ＣＯ２）であり、前記予め特定された生成物（第１実施形態では二酸化炭素（ＣＯ２））を得るために変換を生じさせる目的で燃焼される前記特定の燃料は、固体炭素質燃料である。さらに、本発明の前記高温固体法の前記動作方式のこの第１実施形態を参照すると、本発明の前記高温固体法の前記動作方式の前記第１実施形態に従って使用が選択される第１の炉及び第２の炉はそれぞれ、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉が好ましい。
【００２２】
本発明の前記高温固体法の前記動作方式の第２実施形態によれば、本発明の前記高温固体法の使用により生成される前記予め特定された生成物は、ＣＯ／Ｈ２混合ガスであり、前記予め特定された生成物（第２実施形態ではＣＯ／Ｈ２混合ガス）を得るために変換を生じさせる目的で燃焼される前記特定の燃料は、固体炭素質燃料である。さらに、本発明の前記高温固体法の前記動作方式のこの第２実施形態を参照すると、本発明の前記高温固体法の前記動作方式の前記第２実施形態に従って使用が選択される第１の炉及び第２の炉はそれぞれ、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉が好ましい。
【００２３】
本発明の前記高温固体法の前記動作方式の第３実施形態によれば、本発明の前記高温固体法の使用により生成される前記予め特定された生成物は、水素（Ｈ２）であり、前記予め特定された生成物（第３実施形態では水素（Ｈ２））を得るために変換を生じさせる目的で燃焼される前記特定の燃料は、固体炭素質燃料である。さらに、本発明の前記高温固体法の前記動作方式のこの第３実施形態を参照すると、本発明の前記高温固体法の前記動作方式の前記第３実施形態に従って使用が選択される第１の炉及び第２の炉はそれぞれ、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉が好ましい。
【００２４】
本発明の前記高温固体法の前記動作方式の第４実施形態によれば、本発明の前記高温固体法の使用により生成される前記予め特定された生成物は、水素（Ｈ２）と二酸化炭素（ＣＯ２）の両方であり、前記予め特定された生成物（第４実施形態では水素（Ｈ２）と二酸化炭素（ＣＯ２）の両方）を得るために変換を生じさせる目的で燃焼される前記特定の燃料は、固体炭素質燃料である。さらに、本発明の前記高温固体法の前記動作方式の前記第４実施形態を参照すると、本発明の前記高温固体法の前記動作方式のこの第４実施形態に従って使用が選択される第１の炉及び第２の炉はそれぞれ、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉が好ましい。
【００２５】
上述した特徴及び他の特徴は、以下の図面及び詳細な説明で例示される。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に従って機能する高温固体法の模式図である。
【図２】本発明に従って機能する高温固体法の動作方式の第１実施形態の模式図である。
【図３】本発明に従って機能する高温固体法の動作方式の第２実施形態の模式図である。
【図４】本発明に従って機能する高温固体法の動作方式の第３実施形態の模式図である。
【図５】本発明に従って機能する高温固体法の動作方式の第４実施形態の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１を参照すると、高温固体法（図１において全体的に符号１０で示される）の模式図が表されている。この高温固体法は、本発明に従って、予め特定された生成物を生成する目的で動作可能である。この予め特定された生成物（図１において矢印１２で示される）は、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）のうち少なくとも２つを含む一群の生成物から選択可能である。図１において模式的に表された本発明の高温固体法１０の動作方式によれば、特定の燃料（図１において矢印１４で示される）は、本発明の高温固体法１０の使用によって生成される予め特定された生成物１２の性質に基づいて、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスの少なくとも２つを含む一群の燃料から選択される。
【００２８】
さらに図１を参照すると、第１の炉（図１において全体的に符号１６で示される）と第２の炉（図１において全体的に符号１８で示される）は、本発明に係る高温固体法１０で用いられる。第１の炉１６及び第２の炉１８はそれぞれ、本発明に従って、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉の少なくとも２以上を含む一群の炉から選択可能なように設計されている。
【００２９】
さらに、本発明の高温固体法１０の好ましい動作方式によれば、第１の炉１６は、予め特定された生成物１２を第１の炉１６の出力として生成する目的で動作可能なように設計されており、第２の炉１８は、所定の出力（図１では矢印２０で示される）を生成する目的で動作可能なように設計されている。より具体的には、第２の炉１８で生成される所定の出力２０は、空気（図１において矢印２２で示される空気を含む）と所定のキャリア（図１において矢印２４で示される所定のキャリアを含む）が第２の炉１８で変換されることにより生じる。所定のキャリア２４は、本発明に従って、カルシウム系キャリアと金属系キャリアを含む一群のキャリアから選択可能なように設計されている。空気２２と所定のキャリア２４はいずれも、本発明の高温固体法１０の動作方式に従って、第２の炉１８への入力として供給されるように設計されている。さらに第２の炉１８で生成される所定の出力２０は、本発明の高温固体法１０の動作方式に従って、第１の炉１６への入力として供給される第２の炉１８からの出力となるように設計されている。
【００３０】
図１の参照により最もよく理解できるように、本発明の高温固体法１０は、図１に模式的に表されているように、以下のステップを有する。本発明の高温個体法１０の使用により生成される予め特定された生成物１２は、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）を含む一群の生成物から選択されるように設計されている。本発明の高温固体法１０の使用により生成される予め特定された生成物１２の性質に基づいて、予め特定された生成物１２が得られる特定の燃料１４が、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から選択されるように設計されている。さらに、本発明の高温固体法１０のステップによれば、第１の炉１６は、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から選択されるように設計されている。この第１の炉１６は、本発明の高温固体法１０の使用により予め特定された生成物１２を第１の炉１６からの出力として生成する目的で動作可能である。その後、第２の炉１８は、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から選択されるように設計されている。この第２の炉１８は、本発明に従って、空気２２と所定のキャリア２４を変換させる目的で動作可能である。この所定のキャリア２４は、第２の炉１８から所定の出力２０を生成するために、カルシウム系キャリアと金属系キャリアとを含む一群のキャリアから選択される。空気２２と所定のキャリア２４は、本発明の高温固体法１０の動作方式に従って、それぞれ第２の炉１８に入力として供給され、第２の炉１８でこの空気２２と所定のキャリア２４が変換されるように設計されている。この空気２２と所定のキャリア２４の変換により、第２の炉１８から所定の出力２０が生成される。第１の炉１６の内部では、本発明の高温固体法１０の動作方式に従って、この第２の炉１８からの所定の出力２０及び特定の燃料１４が変換され、予め特定された生成物１２が生成される。この予め特定された生成物１２は、第１の炉１６から適宜排出されるように設計されている。
【００３１】
次に、本発明の高温固体法１０の動作モードの第１実施形態（図２において全体的に符号２６で示される）の模式図が表された図２を参照する。この第１実施形態２６は、本発明に従って、予め特定された生成物を生成する目的で動作可能である。第１実施形態２６では、この予め特定された生成物として、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）を含む一群の生成物から、これに限定されるものではないが、例えば二酸化炭素（ＣＯ２）（図２において矢印２８で示される）が選択されるのが好ましい。図２に示された本発明の高温固体法の動作方式の第１実施形態２６によれば、特定の燃料としては、この第１実施形態２６に従って生成される予め特定された生成物２８（本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６では二酸化炭素（ＣＯ２））の性質に基づいて、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から、これに限定されるものではないが、例えば固体炭素質燃料（図２において矢印３０で示される）が選択されるのが好ましい。
【００３２】
さらに、図２の模式図に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６を参照すると、この第１実施形態２６では、第１の炉として、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉（図２において全体的に符号３２で示される循環床炉を含む）が選択され、第２の炉として、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉（図２において全体的に符号３４で示される循環床炉を含む）が選択されるのが好ましい。この第１の炉と第２の炉とは、図２に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６で使用されるように設計されている。第１の循環床炉３２は、図２に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６に従って、予め特定された生成物２８を生成する目的で動作可能なように設計されている。ここでは、予め特定された生成物２８は、第１の循環床炉３２からの出力として、これに限定されるものではないが、例えば二酸化炭素（ＣＯ２）が選択されるように設計されている。このような予め特定された二酸化炭素の生成物２８の生成は、これに限定されるものではないが、例えば以下の化学反応式に従って第１の循環床炉３２で行われるのが好ましい。
４Ｃ（固体炭素質燃料）＋ＣａＳＯ４＋熱→４ＣＯ＋ＣａＳ
８Ｈ（固体炭素質燃料）＋ＣａＳＯ４＋熱→ＣａＳ＋４Ｈ２Ｏ
Ｈ２Ｏ＋Ｃ（固体炭素質燃料）＋熱→Ｈ２＋ＣＯ
ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋ＣＯ２
一方、第２の循環床炉３４は、図２に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態に従って、所定の出力（図２において矢印３６で示された所定の出力を含む）を生成する目的で動作可能なように設計されている。第２の循環床炉３４で生成される所定の出力３６は、図２に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６に従って、カルシウム系キャリアと金属系キャリアを含む一群のキャリアから選択されるように設計された所定のキャリア（図２において矢印４０で示される所定のキャリアを含む）と空気（図２において矢印３８で示される空気を含む）が第２の循環床炉３４で変換されることにより生じる。図２に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６に関係する限りでは、所定のキャリア４０は、カルシウム系キャリアである硫化カルシウム（ＣａＳ）又は金属系キャリアである純金属Ｍｅのいずれにより構成されていてもよい。図２に示された本発明の高温固体法１０の第１実施形態２６の目的として、所定のキャリア４０としてカルシウム系キャリアである硫化カルシウム（ＣａＳ）が選択された場合には、空気３８と所定のカルシウム系キャリア４０である硫化カルシウム（ＣａＳ）が第２の循環床炉３４で変換されることにより、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）により構成される所定の出力３６が生じる。このような空気３８と所定の硫化カルシウム（ＣａＳ）のカルシウム系キャリアの変換は、これに限定されるものではないが、例えば以下の化学反応式に従って、第２の循環床炉３４で行われるように設計されるのが好ましい。
ＣａＳ＋２Ｏ２→ＣａＳＯ４＋熱
一方、所定のキャリアとして金属系キャリアの純金属Ｍｅが選択された場合には、図２に示された本発明の高温固体法１０の第１実施形態２６の目的として、空気３８と所定の金属系キャリア４０である純金属Ｍｅが第２の循環床炉３４で変換されることにより、金属酸化物（ＭｅＯ）により構成される所定の出力３６が生じる。
【００３３】
図２の参照により最もよく理解できるように、本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６は、図２に模式的に示されているように、以下のステップを有する。本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６の使用により生成される予め特定された二酸化炭素（ＣＯ２）の生成物２８は、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）を含む一群の生成物から選択されるように設計されている。本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６の使用により生成される予め特定された二酸化炭素（ＣＯ２）の生成物２８の性質に基づいて、予め特定された二酸化炭素（ＣＯ２）の生成物２８が得られる特定の炭素質燃料３０が、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から選択されるように設計されている。さらに、本発明の高温固体法１０の第１実施形態２６のステップによれば、第１の循環床炉３２は、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から選択されるように設計されている。この第１の循環床炉３２は、本発明の高温固体法１０の第１実施形態２６の使用により、予め特定された二酸化炭素（ＣＯ２）の生成物２８を第１の循環床炉３２からの出力として生成する目的で動作可能である。その後、第２の循環床炉３４は、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から選択されるように設計されている。この第２の循環床炉３４は、図２において模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６に従って、所定のカルシウム系キャリア４０である硫化カルシウム（ＣａＳ）又は所定の金属系キャリア４０のいずれか一方と空気２２の変換を行う目的で動作可能である。この所定のキャリア４０は、カルシウム系キャリア及び金属系キャリアを含む一群のキャリアからどちらの使用が選択されてもよい。これにより、所定のカルシウム系キャリア４０である硫化カルシウム（ＣａＳ）の場合には、所定の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）の出力３６、又は所定の金属系キャリア４０である純金属Ｍｅの場合には、所定の金属酸化物（ＭｅＯ）の出力３６が第２の循環床炉３４から生成される。一群のキャリアからどちらかの使用が選択される所定のカルシウム系キャリア４０である硫化カルシウム（ＣａＳ）又は所定の金属系キャリア４０である純金属Ｍｅと空気３８は、図２に模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６に従って、それぞれ第２の循環床炉３４に入力として供給され、所定のカルシウム系キャリア４０である硫化カルシウム（ＣａＳ）又は所定の金属系キャリア４０である純金属Ｍｅのどちらか使用される方と空気３８が第２の循環床炉３４で変換されるように設計されている。この所定のカルシウム系キャリア４０である硫化カルシウム（ＣａＳ）と空気３８の変換、又は所定の金属系キャリア４０である純金属Ｍｅと空気３８の変換により、所定の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）の出力３６と所定の金属酸化物（ＭｅＯ）の出力３６がそれぞれ第２の循環床炉３４から生成される。所定の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）の出力３６又は所定の金属酸化物（ＭｅＯ）の出力３６のどちらか生成された方と特定の固体炭素質燃料３０は、図２に模式的に示す本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６に従って、第１の循環床炉３２への入力として供給されるように設計されている。第１の循環床炉３２の内部では、所定の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）の出力３６又は所定の金属酸化物（ＭｅＯ）の出力３６のどちらか生成された方と特定の固体炭素質燃料３０が、図２に模式的に示す本発明の高温固体法１０の動作方式の第１実施形態２６に従って第１の循環床炉３２で変換され、予め特定された二酸化炭素（ＣＯ２）の生成物２８が生成される。その後、この予め特定された二酸化炭素（ＣＯ２）の生成物２８は、第１の循環床炉３２から適宜排出されるように設計されている。
【００３４】
次に、本発明の高温固体法１０の動作モードの第２実施形態（図３では全体的に符号４２で示される）の模式図が表された図３を参照する。この第２実施形態４２は、本発明に従って、予め特定された生成物を生成する目的で動作可能である。第２実施形態４２では、予め特定された生成物として、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）を含む一群の生成物から、これに限定されるものではないが、例えばＣＯ／Ｈ２混合ガス（図３において矢印４４で示されるＣＯ／Ｈ２混合ガスを含む）が選択されるのが好ましい。図３に示された本発明の高温固体法の動作方式の第２実施形態４２によれば、特定の燃料としては、この第２実施形態４２に従って生成される予め特定されたＣＯ／Ｈ２混合ガスの生成物４４（本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２ではＣＯ／Ｈ２混合ガス）の性質に基づいて、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から、これに限定されるものではないが、例えば固体炭素質燃料（図３において矢印４６で示される固体炭素質燃料を含む）が選択されるのが好ましい。
【００３５】
さらに、図３の模式図に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２を参照すると、この第２実施形態４２では、第１の炉として、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉（図３において全体的に符号４８で示される循環床炉を含む）が選択され、第２の炉として、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉（図３において全体的に符号５０で示される循環炉を含む）が選択されるのが好ましい。第１の炉は、図３に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２に従って、予め特定された生成物４４（ここでは、ＣＯ／Ｈ２混合ガスが選択される）を第１の炉からの出力として生成する目的で動作可能なように設計されている。一方、第２の炉５０は、図３に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２に従って、所定の出力（図３において矢印５２で示される所定の出力を含む）を生成する目的で動作可能なように設計されている。この第１の炉と第２の炉とは、図３で示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２で使用されるように設計されている。第２の循環床炉５０で生成される所定の出力５２は、図３に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２に従って、空気（図３において矢印５４で示される空気を含む）と所定のキャリア（図３において矢印５６で示される所定のキャリアを含む）が第２の循環床炉５０で変換されることにより生じる。第２実施形態４２では、この所定のキャリア５６として、カルシウム系キャリアと金属系キャリアを含む一群のキャリアから、これに限定されるものではないが、例えばカルシウム系キャリアが選択されるのが好ましい。第２の循環床炉５０で行われる空気５４と所定のキャリア５６の変換は、第２の循環床炉５０から所定のカルシウム系の出力５２が生成されるように設計されている。
【００３６】
図３の参照により最もよく理解できるように、本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２は、図３において模式的に示されているように、以下のステップを有する。本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２の使用により生成される予め特定されたＣＯ／Ｈ２混合ガスの生成物４４は、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）を含む一群の生成物から選択されるように設計されている。本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２の使用により生成される予め特定されたＣＯ／Ｈ２混合ガスの生成物４４の性質に基づいて、特定されたＣＯ／Ｈ２混合ガスの生成物４４が得られる特定の炭素質燃料４６は、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から選択されるように設計されている。さらに、本発明の高温固体法１０の第２実施形態４２のステップによれば、第１の循環床炉４８は、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、第１の循環床炉４８が選択されるように設計されている。この第１の循環床路４８は、本発明の高温固体法１０の第２実施形態４２の使用により予め特定されたＣＯ／Ｈ２混合ガスの生成物４４を第１の循環床炉４８からの出力として生成する目的で動作可能である。その後、第２の循環床炉５０は、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、選択されるように設計されている。この第２の循環床炉５０は、図３に模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２に従って、所定のカルシウム系の出力５２を生成するために、空気５４と所定のカルシウム系キャリア５６の変換を行う目的で動作可能である。空気５４と所定のカルシウム系キャリア５６は、図３に模式的に示された本発明の高温固体法１０の第２実施形態４２に従って、それぞれ第２の循環床炉５０に入力として供給され、第２の循環床炉５０でこの空気５４と所定のカルシウム系キャリア５６が変換されるように設計されている。この空気５４と所定のカルシウム系キャリア５６の変換により、第２の循環床炉５０から所定のカルシウム系の出力５２が生成される。所定のカルシウム系の出力５２と特定の炭素質燃料４６は、図３に模式的に示された本発明の高温固体法１０の第２実施形態４２に従って、第１の循環床炉４８に入力として供給されるように設計されている。第１の循環床炉４８の内部では、図３に模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第２実施形態４２に従って、所定のカルシウム系の出力５２と特定の固体炭素質燃料４６が変換され、予め特定されたＣＯ／Ｈ２混合ガスの生成物４４が生成される。その後、この予め特定されたＣＯ／Ｈ２混合ガスの生成物４４は、第１の循環床炉４８から適宜排出されるように設計されている。
【００３７】
次に、本発明の高温固体法１０の動作モードの第３実施形態（図４において全体的に符号５８で示される）の模式図が表された図４を参照する。この第３実施形態５８は、本発明に従って、予め特定された生成物を生成する目的で動作し得る。第３実施形態５８では、予め特定された生成物として、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）を含む一群の生成物から、これに限定されるものではないが、例えば水素（Ｈ２）（図４において矢印６０で示される水素を含む）が選択されるのが好ましい。図４に示された本発明の高温固体法の動作方式の第３実施形態５８によれば、特定の燃料としては、この第３実施形態５８に従って生成される予め特定された水素（Ｈ２）の生成物６０（本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８では水素（Ｈ２））の性質に基づいて、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から、これに限定されるものではないが、例えば固体炭素質燃料（図４において矢印６２で示される固体炭素質燃料を含む）が選択されるのが好ましい。
【００３８】
さらに、図４の模式図に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８を参照すると、この第３実施形態５８では、第１の炉として、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉（図４において全体的に符号６４で示される循環床炉を含む）が選択され、第２の炉として、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉（図４において全体的に符号６６で示される循環床炉を含む）が選択されるのが好ましい。この第１の炉は、図４に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８に従って、予め特定された生成物６０（ここでは、水素（Ｈ２）が選択される）を第１の炉からの出力として生成する目的で動作可能なように設計されている。一方、第２の炉は、図４に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８に従って、所定の出力（図４において矢印６８で示される所定の出力を含む）を生成する目的で動作可能なように設計されている。この第１の炉と第２の炉とは、図４で示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８で使用されるように設計されている。第２の循環床炉６６で生成される所定の出力６８は、図４に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８に従って、空気（図４において矢印７０で示される空気を含む）と所定のキャリア（図４において矢印７２で示される空気を含む）が第２の循環床炉６６で変換されることにより生じる。第３実施形態５８では、この所定のキャリア７２として、カルシウム系キャリアと金属系キャリアを含む一群のキャリアから、これに限定されるものではないが、例えばカルシウム系キャリア等が選択されるのが好ましい。第２の循環床炉６６で行われるこのような空気７０と所定のキャリア７２の変換は、第２の循環床炉６６から所定のカルシウム系の出力６８が行われるように設計されている。
【００３９】
図４の参照により最もよく理解できるように、本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８は、図４において模式的に示されているように、以下のステップを有する。本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８の使用により生成される予め特定された水素（Ｈ２）の生成物６０は、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）を含む一群の生成物から選択される。本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８の使用により生成される水素（Ｈ２）の生成物６０の性質に基づいて、予め特定された水素（Ｈ２）の生成物６０が得られる特定の炭素質燃料６２が、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から選択される。さらに、本発明の高温固体法１０の第３実施形態５８のステップによれば、第１の循環床炉６４は、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から選択されるように設計されている。この第１の循環床炉６４は、本発明の高温固体法１０の第３実施形態５８の使用により、予め特定された水素（Ｈ２）の生成物６０を第１の循環床炉６４からの出力として生成する目的で動作可能である。その後、第２の循環床炉６６は、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から選択されるように設計されている。この第２の循環床炉６６は、図４に模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８に従って、所定のカルシウム系の出力６８を生成するために、空気７０と所定のカルシウム系キャリア７２の変換を行う目的で動作可能である。空気７０と所定のカルシウム系キャリア７２は、図４に模式的に示された本発明の高温固体法１０の第３実施形態５８に従って、第１の循環床炉６４に入力として供給され、第１の循環床炉６６でこの空気７０と所定のカルシウム系キャリア７２が変換されるように設計されている。この空気７０と所定のカルシウム系キャリア７２の変換により、第２の循環床炉６６から所定のカルシウム系の出力６８が生成される。第１の循環床炉６４の内部では、この所定のカルシウム系の出力６８と特定の固体炭素質燃料６２が、図４に模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第３実施形態５８に従って、第１の循環床炉６４で変換され、予め特定された水素（Ｈ２）の生成物６０が生成される。その後、この予め特定された水素（Ｈ２）の生成物６０は、第１の循環床炉６４から適宜排出されるように設計されている。
【００４０】
次に、本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態（図５において全体的に符号７４で示される）の模式図が表された図５を参照する。この第４実施形態７４は、本発明に従って、予め特定された生成物を生成する目的で動作可能である。第４実施形態７４では、予め特定された生成物として、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）を含む一群の生成物から、これに限定されるものではないが、例えば一酸化炭素（ＣＯ）（図５において矢印７６で示される一酸化炭素（ＣＯ）を含む）が選択されるのが好ましい。図５に示された本発明の高温固体法の動作方式の第４実施形態７４によれば、特定の燃料は、この第４実施形態７４に従って生成される予め特定された一酸化炭素（ＣＯ）の生成物７６（本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４では一酸化炭素（ＣＯ））の性質に基づいて、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から、これに限定されるものではないが、例えば固体炭素質燃料（図５において矢印７８で示される固体炭素質燃料を含む）が選択されるように設計されるのが好ましい。
【００４１】
さらに、図５の模式図に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４を参照すると、この第４実施形態７４では、第１の炉として、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉（図５において全体的に符号８０で示される循環床炉を含む）が選択され、第２の炉として、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、これに限定されるものではないが、例えば循環床炉（図５において全体的に符号８２で示される循環床炉を含む）が選択されるように設計されているのが好ましい。この第１の炉は、図５に模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４に従って、予め特定された生成物７６（ここでは、一酸化炭素（ＣＯ）が選択される）を第１の炉からの出力として生成する目的で動作可能なように設計されている。一方、第２の炉は、図５に模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４に従って、所定の出力（図５において矢印８４で示される所定の出力を含む）を生成する目的で動作可能なように設計されている。この第１の炉と第２の炉とは、図５で示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４で使用されるように設計されている。第２の循環床炉８２で生成される所定の出力８４は、図５に模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４に従って、空気（図５において矢印８６で示される空気を含む）と所定のキャリア（図５において矢印８８で示される所定のキャリアを含む）が第２の循環床炉８２で変換されることにより生じる。第４実施形態７４では、この所定のキャリアは、カルシウム系キャリアと金属系キャリアを含む一群のキャリアから、これに限定されるものではないが、例えばカルシウム系キャリアが選択されるように設計されるのが好ましい。第２の循環床炉８２で行われる空気８６と所定のカルシウム系キャリア８８の変換は、第２の循環床炉８２から所定のカルシウム系の出力８４を生成する目的で動作可能なように設計されている。
【００４２】
図５の参照により最も理解できるように、本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４は、図５において模式的に示されているように、以下のステップを有する。本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４の使用により生成される予め特定された一酸化炭素（ＣＯ）の生成物７６は、ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）を含む一群の生成物から選択されるように設計されている。本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４の使用により生成される予め特定された一酸化炭素（ＣＯ）の生成物７６の性質に基づいて、予め特定された一酸化炭素（ＣＯ）の生成物７６が得られる特定の炭素質燃料７８が、固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から選択されるように設計されている。さらに、本発明の高温固体法１０の第４実施形態７４のステップによれば、第１の循環床炉８０は、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から選択されるように設計されている。この第１の循環床炉８０は、本発明の高温固体法１０の第４実施形態７４の使用により、予め特定された一酸化炭素（ＣＯ）の生成物７６を第１の循環床炉８０からの出力として生成する目的で動作可能である。その後、第２の循環床炉８２は、固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から選択されるように設計されている。この第２の循環床炉８２は、図５に模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４に従って、所定のカルシウム系の出力８４を生成するために、空気８６と所定のカルシウム系キャリア８８の変換を行う目的で動作可能である。空気８６と所定のカルシウム系キャリア８８は、図５に模式的に示された本発明の高温固体法１０の第４実施形態７４に従って、それぞれ第２の循環床炉８２に入力として供給され、第２の循環床炉８２でこの空気８６と所定のカルシウム系キャリア８８が変換されるように設計されている。所定のカルシウム系の出力８４と特定の固定炭素質燃料７８は、図５に模式的に示された本発明の高温固体法１０の第４実施形態７４に従って、第１の循環床炉８０に入力として供給されるように設計されている。第１の循環床炉８０の内部では、図５に模式的に示された本発明の高温固体法１０の動作方式の第４実施形態７４に従って、所定のカルシウム系の出力８４と特定の固体炭素質燃料７８が変換され、予め特定された一酸化炭素（ＣＯ）の生成物７６が第１の循環床炉８０で生成される。その後、この予め特定された一酸化炭素（ＣＯ）の生成物７６は、第１の循環床炉８０から適宜排出されるように設計されている。
【００４３】
本願では、本発明の好ましい態様が示され記載されているが、当然のことながら、添付された特許請求の範囲に記載された本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく様々な変形や変換が行われてもよい。従って、さらに当然のことながら、ここに記載された本発明は例示であって、これに限定されるものではない。
【図１】
2012522119.tif 000003
【図２】
2012522119.tif 000004
【図３】
2012522119.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012522119.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成23年11月29日(2011.11.29)
【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】
燃焼及びガス化を目的とする選択的に作動可能な高温固体法であって、
燃焼及びガス化を目的として選択的に作動可能なように前記高温固体法を構成するステップと、
ガス状の二酸化炭素（ＣＯ２）、液体の二酸化炭素（ＣＯ２）、ＣＯ／Ｈ２混合ガス、ガス状の水素（Ｈ２）、液体の水素（Ｈ２）、ガス状の一酸化炭素（ＣＯ）、及び液体の一酸化炭素（ＣＯ）のうち少なくとも２つの生成物を選択的に生成し得る高温固体法を構成するステップと、
前記高温固体法の使用により生成される前記生成物の性質に基づいて、少なくとも２以上の固体炭素質燃料、液体炭素質燃料、石油廃棄物、ごみ固形燃料、及びバイオマスを含む一群の燃料から、前記予め特定された生成物が得られる特定の燃料を選択可能な高温固体法を構成するステップと、
少なくとも２以上の固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉を含む一群の炉から、前記予め特定された生成物を当該第１の炉からの出力として生成可能な第１の炉を選択するステップと、
固定床炉、バブリング床炉、循環床炉、移動炉、及び噴流床炉のうち少なくとも２以上を含む一群の炉から、当該第２の炉から所定の出力を生成するために、カルシウム系キャリアと金属系キャリアを含む一群のキャリアから選択される所定のキャリアと空気を変換可能な第２の炉を選択するステップと、
空気及び前記所定のキャリアを前記第２の炉への入力として前記第２の炉に供給するステップと、
前記第２の炉から前記所定の出力を生成するために、前記空気と前記所定のキャリアを前記第２の炉で変換させるステップと、
前記第２の炉からの前記所定の出力と前記特定の燃料を前記第１の炉への入力として前記第１の炉に供給するステップと、
前記第１の炉において前記予め特定された生成物を生成するために、前記第２の炉からの前記所定の出力と前記特定の燃料を前記第１の炉で変換させるステップと、
前記予め特定された生成物を前記第１の炉からの出力として排出させるステップと
を有する方法。
【請求項２】
前記生成物として二酸化炭素（ＣＯ２）を選択するステップ
をさらに有する請求項１に記載の高温固体法。
【請求項３】
前記特定の燃料として固体炭素質燃料を選択するステップ
をさらに有する請求項２に記載の高温固体法。
【請求項４】
前記第１の炉として第１の循環床炉を選択するステップと、
前記第２の炉として第２の循環床炉を選択するステップと
をさらに有する請求項３に記載の高温固体法。
【請求項５】
前記所定のキャリアとしてカルシウム系キャリアを選択するステップと、
所定のカルシウム系の出力を生成するために、前記第２の循環床炉において前記空気と前記所定のカルシウム系キャリアを変換させるステップと
をさらに有する請求項４に記載の高温固体法。
【請求項６】
前記生成物としてＣＯ／Ｈ２混合ガスを選択するステップ
をさらに有する請求項１に記載の高温固体法。
【請求項７】
前記特定の燃料として固体炭素質燃料を選択するステップ
をさらに有する請求項６に記載の高温固体法。
【請求項８】
前記第１の炉として第１の循環床炉を選択するステップと、
前記第２の炉として第２の循環床炉を選択するステップと
をさらに有する請求項７に記載の高温固体法。
【請求項９】
前記所定のキャリアとしてカルシウム系キャリアを選択するステップと、
所定のカルシウム系の出力を生成するために、前記第２の循環床炉において前記空気と前記所定のカルシウム系キャリアを変換させるステップと
をさらに有する請求項８に記載の高温固体法。
【請求項１０】
前記生成物として水素（Ｈ２）を選択するステップ
をさらに有する請求項１に記載の高温固体法。
【請求項１１】
前記特定の燃料として固体炭素質燃料を選択するステップ
をさらに有する請求項１０に記載の高温固体法。
【請求項１２】
前記第１の炉として第１の循環床炉を選択するステップと、
前記第２の炉として第２の循環床炉を選択するステップと
をさらに有する請求項１１に記載の高温固体法。
【請求項１３】
前記所定のキャリアとしてカルシウム系キャリアを選択するステップと、
所定のカルシウム系の出力を生成するために、前記第２の循環床炉において前記空気と前記所定のカルシウム系キャリアを変換させるステップと
をさらに有する請求項１２に記載の高温固体法。
【請求項１４】
前記生成物として一酸化炭素（ＣＯ）を選択するステップ
をさらに有する請求項１に記載の高温固体法。
【請求項１５】
前記特定の燃料として固体炭素質燃料を選択するステップ
をさらに有する請求項１４に記載の高温固体法。
【請求項１６】
前記第１の炉として第１の循環床炉を選択するステップと、
前記第２の炉として第２の循環床炉を選択するステップと
をさらに有する請求項１５に記載の高温固体法。
【請求項１７】
前記所定のキャリアとしてカルシウム系キャリアを選択するステップと、
所定のカルシウム系の出力を生成するために、前記第２の循環床炉において前記空気と前記所定のカルシウム系キャリアを変換させるステップと
をさらに有する請求項１６に記載の高温固体法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
さらに、様々な態様の様々な態様の高温固体法が使用された上記の先進的なクリーン化石燃料技術のハイブリッド型の燃焼・ガス化技術に関し、次にこれに関連して、これに限定されるものではないが、例えば２００６年８月１日にＡＬＳＴＯＭ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社によって取得された米国特許第７，０８３，６５８号が注目される。この米国特許第７，０８３，６５８号が教示する内容は、高温固体法が用いられるタイプのハイブリッド型の燃焼・ガス化技術の継続的な進化におけるさらなる開発の代表例になると考えられる。従って、米国特許第７，０８３，６５８号では、この教示に従って、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出を最小限に抑制し又は完全になくすことが可能な発電用の水素を生成するために、化石燃料、バイオマス、石油コークス、又はその他炭素を含む燃料を利用する装置が教示の対象として記載されている。より具体的には、米国特許第７，０８３，６５８号の教示の対象となる動作方式が関係する限りでは、ガス化装置は、炭素質燃料からガス生成物を生成するために設けられる。このガス化装置は、発熱酸化反応器と吸熱還元反応器とを含む第１の化学プロセスループを備えている。さらに、発熱酸化反応器は、硫化カルシウム（ＣａＳ）供給口、高熱空気供給口、及び硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）／廃ガス排出口を有している。一方、吸熱還元反応器は、発熱酸化反応器の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）／排ガス排出口と連通した硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）／供給口、発熱酸化反応器の硫化カルシウム（ＣａＳ）供給口と連通した硫化カルシウム（ＣａＳ）／ガス生成物排出口、及び炭素質燃料を入れるための材料供給口を有している。また、硫化カルシウム（ＣａＳ）は、発熱酸化反応器内の空気中で酸化される。これにより、高温の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）が生成され、吸熱還元反応器へと排出される。さらに、吸熱還元反応器に入れられた高温の硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）と炭素質燃料とは、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）の熱量を利用して吸熱反応を受けて、炭素質燃料が硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）から酸素を奪うことにより、硫化カルシウム（Ｃａｓ）とガス生成物とを生じる。その後、硫化カルシウム（ＣａＳ）は、第１の化学プロセスループから排出されたガス生成物とともに発熱酸化反応器に排出される。
１９８４年１月５日にＭｏｓｓによって取得された「液体及び／又は固体の燃料を実質的に不活性成分を含まないガス（inerts-free gas）に変換する方法」という名称の米国特許第４，３０９，１９８号には、液体及び／又は固体の燃料を実質的に不活性成分を含まないガスに変換する方法が開示されている。また、米国特許第４，３０９，１９８号には、固体及び／又は液体の炭化水素又は炭素質（すなわち、炭素含有）燃料を、熱、電力、化学薬品の生成及び金属酸化物の還元に有用な還元ガスに変換することが開示されている。
１９８８年３月３０日に公開された「熱及び二酸化炭素（ＣＯ２）を目的とする無公害な燃料燃焼方法」という名称の英国特許出願公開第ＧＢ２  １９５  ０９６Ａ号には、燃料を燃焼して熱及び二酸化炭素（ＣＯ２）リッチ高温燃焼排ガスを生成する無公害な方法が開示されている。この英国特許出願ＧＢ２  １９５  ０９６Ａ号の方法では、燃料は、硫酸カルシウムと任意の酸化カルシウムの粒子を含むガス化床に投入される。この床は、水素などの酸素移動媒体を含む生成ガスにより流動化される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
本開示を様々な実施形態を参照して説明したが、当業者であれば理解できるように、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変更を行ってもよいし、その要素を均等物に置き換えてもよい。さらに、本発明の本質的な範囲を逸脱することなく、特定の条件または材料を本発明の教示に適応させるべく様々な変形を行ってもよい。従って、本発明は、本発明を実施するための最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲に含まれる全ての実施形態を包含するものである。
【国際調査報告】
2012522119.tif 000008
2012522119.tif 000009
2012522119.tif 000010