"金属粒子が酸化剤を含むガスと反応して前記金属粒子の酸化物が成形される酸化塔と前記酸化塔で生成された金属粒子の酸化物が還元剤を含むガスと反応して前記金属粒子に還元される還元塔とを備え、前記金属粒子が酸化と還元を受けながら前記酸化塔と前記還元塔との間を循環するようにされているケミカルループ燃焼装置であって、ケミカルループ燃焼装置内に供給される酸化剤を含むガスと還元剤を含むガスとが装置内で混合するのを防止するために不活性ガスをセパレートガスとして供給する手段を備えることを特徴とするケミカルループ燃焼装置。請求項1に記載のケミカルループ燃焼装置であって、酸化塔内で金属粒子の酸化反応に寄与した後のガスに含まれる不活性ガスおよび還元塔内で酸化金属粒子の還元反応に寄与した後のガスに含まれる不活性ガスを前記セパレートガスとして用いることを特徴とするケミカルループ燃焼装置。請求項1または2に記載のケミカルループ燃焼装置であって、装置内で生成される水蒸気およびCO2を含むガスを還元塔に供給される還元剤を含むガスに添加する手段をさらに備えることを特徴とするケミカルループ燃焼装置。請求項1ないし3のいずれか一項に記載のケミカルループ燃焼装置であって、前記酸化塔の内部に前記還元塔が1つまたは1つ以上組み込まれていることを特徴とするケミカルループ燃焼装置。請求項1ないし3のいずれか一項に記載のケミカルループ燃焼装置であって、前記還元塔の内部に前記酸化塔が1つまたは1つ以上組み込まれていることを特徴とするケミカルループ燃焼装置。請求項4または5に記載のケミカルループ燃焼装置であって、還元剤を含むガスを供給する還元剤ノズルと酸化剤を含むガスを供給する酸化剤ノズルとが一方を他方が取り囲むようにして設けられており、還元剤ノズルと酸化剤ノズルとの間にセパレートガスを供給するセパレートガスノズルがさらに配置されていることを特徴とするケミカルループ燃焼装置。請求項1ないし3のいずれか一項に記載のケミカルループ燃焼装置であって、前記酸化塔と前記還元塔とは分離しており、両者は酸化した金属粒子の流路と還元した金属粒子の流路とによって接続されていることを特徴とするケミカルループ燃焼装置。請求項7に記載のケミカルループ燃焼装置であって、酸化した金属粒子の流路と還元した金属粒子の流路の双方またはいずれか一方には粒子の溜まり部が設けてあり、前記セパレートガスは前記粒子溜まりに供給されることを特徴とするケミカルループ燃焼装置。請求項1ないし8いずれか一項に記載のケミカルループ燃焼装置であって、前記酸化塔内に酸化剤を供給する酸化剤供給管および前記還元塔内に還元剤を供給する還元剤供給管の双方またはいずれか一方はそれぞれの反応塔の天面側から底面側に向けて挿入されていることを特徴とするケミカルループ燃焼装置。請求項1から9のいずれか一項に記載のケミカルループ燃焼装置であって、前記酸化塔内または前記還元塔内には前記金属粒子またはその酸化物と接触して反応熱を被加熱流体に伝熱する伝熱管が配置されていることを特徴とするケミカルループ燃焼装置。現在、実験的規模で運転されているケミカルループ燃焼では、金属粒子金属キャリアMにはFeが用いられている。しかし、Feは酸化反応速度および還元反応速度が遅く、実機としてケミカルループ燃焼装置を稼働させる場合での金属粒子金属キャリアとしては課題を残している。NiやCuやCoは、Feと比較して、より多くの酸素と反応して酸化金属粒子MOを形成しやすく、すなわち酸素運搬能力が高く、ケミカルループ燃焼法を効率よく実施するのに有効な金属であると考えられる。しかし、これらの金属粒子Mは高価であり、ケミカルループ燃焼装置を実機として稼働させる場合には、より少ない金属粒子Mの量でより高い酸化反応熱量が得られるようにすることが求められる。上記の課題を解決する一つの解決方法として、金属粒子金属キャリアの循環量すなわち、酸化塔と還元塔の行き来を大きくすることで、酸素の運搬能力を上げる方法がある。しかし、金属粒子酸素キャリアの循環量を大きくすると、金属粒子あるいは酸化反応後の酸化金属粒子に引き込まれるようにして空気酸化剤を含むガスが還元塔内に入り込みやすくなく、また、還元塔内で還元した金属粒子の移動とともにそれに引き込まれるようにして燃料還元剤を含むガスが酸化塔内に入り込みやすくなる。それにより、金属粒子と、空気酸化剤を含むガスもしくは燃料還元剤を含むガスとの分離効率、すなわち固気分離効率が低下するのを避けられず、排ガスのN2濃度あるいはCO2濃度が低下してしまうと同時に、空気酸化剤を含むガスと燃料還元剤を含むガスとが酸化塔内であるいは還元塔内で直接接触して不必要に直接燃焼が生じる可能性が高くなる。そのために、ケミカルループ燃焼装置の利点である、排ガスから高濃度の不活性ガスN2ガスあるいはCO2ガスが得られるという利点が十分に達成できなくなる。上記の課題を解決する他の解決方法として、Feのような比較して安価な金属を有効な金属キャリアとして用いる方法がある。しかし、前記したように、Feは還元反応速度が遅く、高い金属粒子金属キャリアの循環量を得ることは困難である。また、主成分としてメタンを含む都市ガスを燃料ガスすなわち還元剤を含むガスとして用いることはケミカルループ燃焼装置を実機として稼働させる場合に不可欠な要素となるが、メタンなどの炭化水素は反応性が遅いことから、高い還元性能を達成するための何らかの手段が求められている。本発明は、ケミカルループ燃焼装置を実機として稼働させる場合に求められる上記の課題を解決することを課題としており、より具体的には、好ましくは装置内で生成する不活性ガスをセパレートガスとして自給することで、金属粒子酸素キャリアの循環量を大きくしても、前記した固気分離効率の低下および酸化剤と還元剤との直接接触を回避できるようにした、不活性ガスをセパレートガスとして供給する手段を備えたケミカルループ燃焼装置を提供することを第1の課題とする。さらに、Feなどの比較的安価な金属粒子を金属キャリアとしいて用いる場合でも効率的に還元反応が得られるようにして運転コストを低減できるようにした、不活性ガスをセパレートガスとして供給する手段を備えたケミカルループ燃焼装置を提供することを第2の課題とする。本発明によるケミカルループ燃焼装置は、金属粒子が酸化剤を含むガスと反応して前記金属粒子の酸化物が成形される酸化塔と前記酸化塔で生成された金属粒子の酸化物が還元剤を含むガスと反応して前記金属粒子に還元される還元塔とを備え、前記金属粒子が酸化と還元を受けながら前記酸化塔と前記還元塔との間を循環するようにされているケミカルループ燃焼装置であって、ケミカルループ燃焼装置内に供給される酸化剤を含むガスと還元剤を含むガスとが装置内で混合するのを防止するために不活性ガスをセパレートガスとして供給する手段を備えることを特徴とする。本発明によるケミカルループ燃焼装置では、不活性ガスをセパレートガスとして供給し、供給したセパレートガスによるバリアーを形成することで、酸化剤を含むガスと還元剤を含むガスとが装置内で混合するのを積極的に防止できる。そのために、酸化塔と還元塔との間での金属粒子金属キャリアの循環量を大きくしても、酸化剤を含むガスが還元塔内に引き込まれること、および還元剤を含むガスが酸化塔内に引き込まれること、さらに、装置内で空気酸化剤を含むガスと燃料還元剤を含むガスとが直接接触すること、をほぼ完全に抑制することができる。それにより、固気分離効率が低下するのを防止でき排ガスから高濃度の不活性ガスN2ガスあるいはCO2ガスを得ることが可能となる。また、結果として、酸化反応熱の収量も大きなものとなる。本発明によるケミカルループ燃焼装置の好ましい形態において、装置は、酸化塔内で金属粒子の酸化反応に寄与した後のガスに含まれる不活性ガスおよび還元塔内で酸化金属粒子の還元反応に寄与した後のガスに含まれる不活性ガスを前記セパレートガスとして用いることを特徴とする。この形態のケミカルループ燃焼装置では、セパレートガスとして用いる不活性ガスを自給することが可能であり、実機としてケミカルループ燃焼装置を運転するときの運転コストを節減することができる。本発明によるケミカルループ燃焼装置の好ましい形態において、装置は、装置内で生成される水蒸気およびCO2を含むガスを還元塔に供給される還元剤を含むガスに添加する手段をさらに備えることを特徴とする。この形態のケミカルループ燃焼装置では、水蒸気およびCO2を還元剤を含むガスに添加することで還元反応性を良好にすることができる。そのためにFeのような比較して安価な金属を有効な金属キャリアとして用いることができ、またメタンなどの反応性が遅い炭化水素を含む都市ガスを高い反応性を持つ還元剤として有効に用いることができるようになる。これによっても、実機としてケミカルループ燃焼装置を運転するときの運転コストを節減することが可能となる。本発明によるケミカルループ燃焼装置の全体形状は、酸化塔の内部に還元塔が組み込まれているいわゆる内部循環式でもよく、酸化塔と還元塔とは分離していて両者は酸化した金属粒子の流路と還元した金属粒子の流路とによって接続されているいわゆる外部循環式でもよい。酸化塔の内部に還元塔が組み込まれている内部循環式のケミカルループ燃焼装置の場合には、前記酸化塔の内部に前記還元塔が1つまたは1つ以上組み込まれている形態でもよく、前記還元塔の内部に前記酸化塔が1つまたは1つ以上組み込まれている形態でもよい。いずれの場合も、好ましくは、還元剤を含むガスを供給する還元剤ノズルと酸化剤を含むガスを供給する酸化剤ノズルとは一方を他方が取り囲むようにして設けられ、還元剤ノズルと酸化剤ノズルとの間に前記したセパレートガスを供給するセパレートガスノズルがさらに配置される。この形態では、セパレートガスノズルから噴出する不活性ガスが、還元剤ノズルから噴出する還元剤を含むガスと酸化剤ノズルから噴出する酸化剤を含むガスとの間に、バリアーとして存在することとなり、それにより還元剤を含むガスと酸化剤を含むガスとが混合するのを回避する。また、酸化塔と還元塔とは分離していて両者は酸化した金属粒子の流路と還元した金属粒子の流路とによって接続されている外部循環式のケミカルループ燃焼装置の場合には、酸化した金属粒子の流路と還元した金属粒子の流路の双方またはいずれか一方に粒子の溜まり部が設けられ、前記セパレートガスは前記粒子溜まりに供給される。この形態では、粒子溜まりに供給された不活性ガスがバリアーとなり、粒子溜まり内において還元剤を含むガスと酸化剤を含むガスとが混合するのを回避する。上記形態の本発明によるケミカルループ燃焼装置では、酸化塔内に酸化剤例えば空気を供給する酸化剤供給管および還元塔内に還元剤例えばメタン等の燃料ガスを供給する還元剤供給管の双方またはいずれか一方は、それぞれの反応塔の天面側から底面側に向けて挿入されている構成であり、ケミカルループ燃焼装置を組み立てるときに、クレーン等でそれらの部材を持ちあげて組み付けることあるいは取り外すことが可能となる。そのために、ケミカルループ燃焼装置の製造が容易となることに加え、稼働後でのメンテナンスもきわめて容易となる。さらに、反応塔の天面側から底面側に向けて挿入されている酸化剤供給管およびまたは還元剤供給管は、下端部の開口端を下方に向けた姿勢で取り付けられているので、酸化剤あるいは還元剤の供給を停止したときに、その内部にケミカルループ燃焼に使用される金属粒子が逆流することはない。それによっても、非特許文献1に記載される形態のケミカルループ燃焼装置と比較して、そのメンテナンス性および稼働性は向上する。本発明によるケミカルループ燃焼装置の一形態において、前記酸化塔内または前記還元塔内には前記金属粒子またはその酸化物と接触して反応熱を被加熱流体に伝熱する伝熱管が配置されていることを特徴とする。上記形態のケミカルループ燃焼装置では、例えば酸化塔内に伝熱管を配置する態様では酸化塔内において、金属粒子の酸化反応で生じた熱は伝熱管内を流れる被加熱流体と熱交換される。そのために、酸化塔から排出される主にN2である投入空気排ガスの温度が大きく上がることがなく、酸化塔を通過するガス投入空気の平均温度も低くなる。その結果、空塔速度が抑えられるため、酸化塔の断面積を小さくすることができる。結果として、ケミカルループ燃焼装置の小型化が可能であり、燃焼量あたりの表面積も抑えることができ、放熱のロスも小さくできる。さらに、上記のケミカルループ燃焼装置では前記のように小型化が可能であり、伝熱管内を流れる被加熱流体の持つ熱をオンサイトでの蒸気利用設備や工業炉などの熱源として用いることも可能となる。また、伝熱管が還元塔内に配置されている態様では、酸化塔内での発熱反応により発生した熱を保有した金属粒子が還元塔へ循環して、伝熱管と接触することにより伝熱管内部の被加熱流体を加熱するようになる。なお、本発明において、酸化剤を含むガスは、空気に加えて、酸素富化空気、低窒素空気なども用いることができる。還元剤を含むガスには、天然ガス、LPGガス、製鉄所の副製ガス、水素、石炭なども利用することができる。本発明によれば、不活性ガスをセパレートガスとして用いることで、金属粒子酸素キャリアの循環量を大きくしても、固気分離効率の低下および酸化剤と還元剤との直接接触を回避できるようにした、不活性ガスをセパレートガスとして供給する手段を備えたケミカルループ燃焼装置が得られる。また、セパレートガスとして装置内で生成される不活性ガスを用いることで、運転コストを低減したケミカルループ燃焼装置が得られる。さらに、Feなどの比較的安価な金属粒子を金属キャリアとして用いてもいて高い還元性能を達成できる、不活性ガスをセパレートガスとして供給する手段を備えたケミカルループ燃焼装置が得られる。以下、図面を参照して、本発明による不活性ガスをセパレートガスとして供給する手段を備えたケミカルループ燃焼装置のいくつかの形態を説明する。第1の形態図1は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第1の形態を付設する配管系とともに示している。図示のケミカルループ燃焼装置A1は、鋼板のような耐熱材で作られた円塔形の外塔1を有し、外塔1の上端面はやはり鋼板のような耐熱材で作られた天板2で閉鎖されている。外塔1内には中心軸線を同じにして外塔1よりも小径の円塔体3が取り付けてある。円塔体3の上端は天板2を貫通して外塔1の外部に延出しており、下端は外塔1の下端近傍に達している。なお、以下の説明では、外塔1を酸化塔1と呼び、円塔体3を還元塔3と呼ぶこととする。酸化塔1の下端部には、酸化塔1と同心円をなす円塔状の空気ヘッダー4が取り付けてあり、該空気ヘッダー4の上端は空気ノズル5とされている。空気ヘッダー4はブロワ6に接続しており、流量計7および調圧弁8を通して調圧された空気が空気ヘッダー4に送られて空気ノズル5から酸化塔1内に噴出する。後に説明するように、この空気は酸化剤として機能するものであり、本発明でいう酸化剤を含むガスの一例である。また、空気ノズル5は本発明でいう酸化剤ノズルに相当する。空気ヘッダー4の中央部であって前記した還元塔3の下端部に対向する位置には、上下方向に所定の隙間を保つようにして、塔状をなす燃料ノズル9が配置されている。燃料ノズル9の内径は還元塔3の下端部の内径よりもやや小さい。燃料ノズル9には、遮断弁10、調圧弁11、逆止弁12を通して、例えばメタンである調圧された燃料が送給され、還元塔3の下端開口部に向けて噴出する。後に説明するようにこの燃料は還元剤として機能ものであり、本発明でいう還元剤を含むガスの一例である。また、燃料ノズル9は本発明でいう還元剤ノズルに相当する。好ましくは、空気ノズル5と燃料ノズル9の吹き出し口の高さはほぼ同一面とされている。この例において、燃料ノズル9とその外側を包囲する空気ヘッダー4との間には隙間が設けられており、その隙間には塔状のセパレートガスノズル13が配置されている。セパレートガスノズル13には、配管14を通して、例えばN2ガス、CO2ガス等である不活性ガスが供給される。酸化塔1の底部であって前記した空気ヘッダー4の外側を包囲するようにして円塔状の下部ヘッダー15が取り付けられている。下部ヘッダー15の底面は水平面であるが、上面は円錐面16となっていて、円錐面の下端が空気ノズル5とほぼ同一面となっている。下部ヘッダー15の外周面は酸化塔1の内周面に接しており、酸化塔1の壁面に作られた孔17を通して、被加熱流体が流れる第1の流体配管18が下部ヘッダー14の外周面に接続している。酸化塔1の上方には、天板2に接するようにして円塔状の上部ヘッダー19が取り付けてある。上部ヘッダー19の内径と外径は下部ヘッダー15の内径と外径とほぼ同じである。上部ヘッダー19には酸化塔1の天板2に形成した孔20を通して被加熱流体の第2の流体配管21が接続している。この例において、第2の流体配管21はオンサイトでのボイラや工業炉などの熱負荷100に連通している。酸化塔1の内壁に沿うようにして、前記下部ヘッダー15の上部円錐面16から適宜上方位置まで、耐熱瓦や耐熱セラミックファイバーなどの耐熱材からなる適宜厚さの耐熱壁22が形成されており、該耐熱壁22の上端面は円錐壁23とされている。耐熱壁22の前記上端円錐壁23に下端面を沿わせるようにして、全体として斜板形状をなす中間ヘッダー24が取り付けられており、該中間ヘッダー24の内径と外径は下部ヘッダー15と内径と外径とほぼ等しくされている。そして、前記中間ヘッダー24が取り付けられている位置よりもやや上方位置において、前記した還元塔3には、固気分離装置25が取り付けられている。下部ヘッダー15と中間ヘッダー24と上部ヘッダー19の内部空間を相互に連通するようにして、複数本の伝熱管26が酸化塔1の中心軸線と平行に取り付けられている。複数本の伝熱管26は、図では、半径方向に複数列、かつ各例が複数本の伝熱管で構成されるようにして配置されているが、酸化塔1内での伝熱管26の配置は任意であり、後に記載するように、酸化塔1内に収容される金属粒子の流動を妨げないことを条件に適宜配置すればよい。なお、下部ヘッダー15、中間ヘッダー24、上部ヘッダー19は耐熱性に優れた材料で作られ、また特に伝熱管26は耐熱性と熱伝導性に優れた材料形状で作られる。さらに、後に説明するように、伝熱管26は、下部ヘッダー15と中間ヘッダー24の間に位置する部分と、中間ヘッダー24と上部ヘッダー19の間に位置する部分とを、異なった材料で作ることが望ましい。酸化塔1の上部には排気口27が設けてあり、排気口27からの排ガス後に記載するように、N2が主であり、O2が少量含まれるは固気分離装置28を通して外気に排気される。さらに、ケミカルループ燃焼装置A1は次の配管系を備える。前記排気口27からの排ガスは固気分離装置28を通過した後、熱交換器29を通過する。そして熱交換器29を通過したN2ガスは図示しない貯蔵タンク内に貯蔵される。必要時に、N2とO2の混合ガスの一部は、ブロワ30によって昇圧され、遮断弁31と調圧弁32を通って配管14からセパレータガスノズル13に送られる。また、必要時には、配管14には図示しない貯蔵タンクから遮断弁32aを通して不活性ガスが送られる。還元塔3の上部から排出される排ガス後に記載するようにCO2とH2O蒸気であるは、外部からの冷却水が循環している気水分離装置33に流入し、蒸気を液化して分離した後、90以上のCO2を含む排ガスとして外部に排出され、図示しない貯蔵タンク内に貯蔵される。必要時に、90以上のCO2を含む排ガスの一部は、ブロワ34によって昇圧され、遮断弁35と調圧弁32を通って配管14からセパレータガスノズル13に送られる。気水分離装置33で生成された水は、遮断弁36、ポンプ37を介して熱交換器29に至り、そこで熱交換した後、必要に応じて、調圧弁38および逆止弁39を通って、燃料ノズル9への燃料供給管路内に水蒸気として供給される。上記のケミカルループ燃焼装置A1の作動を説明する。事前に、酸化塔1の内部空間に金属粒子Mを充填する。充填量は、金属粒子Mが還元塔3に取り付けた固気分離装置25までは達しない量とする。なお、金属粒子Mは金属のみでなく酸化金属粒子が含まれていてもよい。金属粒子Mの好ましいものとしては、Ni、Cu、Co、Feあるいはそれらの酸化物を例示できる。充填後、図示しないは酸化塔内に配置した予熱バーナあるいは酸化塔1の周壁に取り付けた電気ヒータ等の予熱手段により金属粒子Mを600°C程度まで予熱する。また、下部ヘッダー15と中間ヘッダー24と上部ヘッダー19、すべての伝熱管26、および第1の流体配管18と第2の流体配管21を、例えば水である被加熱溶液で満す。予熱後あるいは予熱の途中から、空気ヘッダー4に酸化剤として機能する所定量の空気環境温度の空気であってよいを供給して空気ノズル5から酸化塔1内に噴出させる。また、燃料ノズル9からは還元剤として機能する所定量のメタン等の燃料ガスを還元塔3に向けて噴出させる。さらに、セパレータガスノズル13からN2、CO2等の不活性ガスを酸化塔1内に向けて噴出させる。なお、運転開始当初は、不活性ガスは、遮断弁32aを開として外部の不活性ガス源から供給するか、あるいは前回の運転時に系内の貯蔵タンクに貯蔵しておいた不活性ガス源から供給する。空気ノズル5からの噴出空気は酸化塔1内に流入し、燃料ノズル9からの燃料ガスは還元塔3内に流入する。その際に、上記のケミカルループ燃焼装置A1では、空気ノズル5と燃料ノズル9間にセパレートガスノズル13が位置し、そこから不活性ガスが噴出しているので、その噴出ガスが噴出する空気と燃料ガスとの間でバリアーとして機能する。それにより空気と燃料ガスが混合するのを回避できる。また、噴出する空気と燃料ガスとの間に不活性ガスがバリアーとして介在することで、金属粒子の循環量すなわち、酸化塔と還元塔の行き来を大きくした場合でも、金属粒子の引き込みによって空気と燃料ガスとが混合する割合を大きく低減することができる。そのために、少量の金属粒子を大きな循環量のもので用いることが可能となり、より少ない金属粒子の量でより高い酸化反応熱量を得ることができる。すなわち、実機として低コストでの運転が可能となる。酸化塔1では反応温度にまで予熱された金属粒子Mと、供給された空気内の酸素が反応して酸化金属粒子MOが生成される。その際に、金属の酸化反応によって発熱し、金属粒子M、酸化金属粒子MOおよび酸化塔1内を流れる空気は昇温する。しかし、金属の酸化反応によっての発熱であり、1500度以上の高温部分が形成されることがなく、前記したようにサーマルNOxは生成されない。なお、金属粒子Mが酸化金属粒子MOを含む場合には、酸化金属粒子MOは前記酸化金属粒子がさらに酸化した形態の酸化金属粒子が該当する。例えば、金属粒子MがFe3O4の場合、酸化金属粒子MOはFe2O3等となる。酸化金属粒子MOおよび残存する場合での金属粒子Mは酸化塔1内を流下して還元塔3内に流入した後、還元塔3内を上昇する。還元塔3内を上昇する過程で、酸化金属粒子MOは燃料ガスによる還元作用を受けて金属粒子Mに戻る。上記のケミカルループ燃焼装置A1では、下部ヘッダー15の上面16は、中央に向けて低位となる円錐面となっているので、酸化塔1の底部から還元塔3への酸化金属粒子MOの移動は円滑に進行する。また、還元塔3内を上昇する固体成分とガス成分は、上昇の過程で固気分離装置25の作用を受けて、固体と気体に分離され、気体はさらに上昇して還元塔3の上部から排気される。固体、すなわち金属粒子Mと残存する場合での酸化金属粒子MOは、酸化塔1内に戻される。酸化塔1内で、金属粒子Mは空気ノズル5からの噴出空気の作用を受けて流動化状態となることから、金属粒子Mあるいはその酸化物MOの一部は当初貯留されていたときよりも上方に舞い上がることが起こり得る。上記のケミカルループ燃焼装置A1では、酸化塔1の下方の内壁面に前記耐熱壁22を形成したことにより、耐熱壁22が形成されている領域の水平断面積よりも、その上の耐熱壁22が形成されていない領域の水平断面積が大きくなっている。そのために、固気分離装置25近傍よりも上位の空間に舞い上がった金属粒子Mあるいはその酸化物MOは、その空塔速度が小さくなって下方に落下しやすくなる。さらに、中間ヘッダー24の上面に落下した金属粒子Mあるいはその酸化物MOは、中間ヘッダー24の上面が円錐面となっているので、その面に沿って確実に下方に落下する。そのために、金属粒子Mの酸化作用を円滑化するとともに、酸化塔1上部の排気口27から金属粒子が排出されるのを抑制することができる。なお、図示しないが、酸化塔1上部の排気口27から排出される金属粒子は固気分離装置28により分離されて、必要時に、酸化塔1内に戻される。一方、酸化塔1内で金属粒子Mが酸化することにより発生した熱は、伝熱管26の壁面を介して伝熱管26内を流れる被加熱流体を伝えられ、被加熱流体を加熱する。すなわち、上記のケミカルループ燃焼装置では、酸化反応により発熱した金属粒子Mの熱はガス投入空気に伝熱すると同時に、金属粒子M内に位置する伝熱管26にも直接熱交換するために、排ガス温度が大きく上がることがない。そのために、NOxの生成をさらに抑制することができる。また、酸化塔1内のガス投入空気の平均温度も低くなり、それにより空塔速度が抑えられるため、酸化塔1の断面積を小さくすることができる。結果として、装置の小型化が可能となり、燃焼量当たりの表面積も抑えることができ、放熱のロスも小さくすることができる。上記のケミカルループ燃焼装置A1では、中間ヘッダー24より下位の領域は金属粒子が貯留されている領域であり、その領域では伝熱管26は金属粒子と接触することで多くの摩擦損耗を受ける。一方、中間ヘッダー24より上位の領域は主にガスが存在する領域であり、伝熱管26の摩擦損耗は少ない。そのことから、伝熱管26の材料は、下部ヘッダー15と中間ヘッダー24の間に位置する部分では耐摩耗性に優れた材料とし、中間ヘッダー24と上部ヘッダー19の間に位置する部では比較して耐摩耗性に小さい材料とすることができる。そのように異なった材料を用いることで低コスト化が可能となる。酸化塔1内での熱交換により加熱された被加熱流体は、例えば、上部ヘッダー19から第2流体配管21、熱負荷部100、第1の流体配管18を循環し、下部ヘッダー15に戻ってくる。加熱された被加熱流体の循環は逆回りであってもよい。酸化塔1内での酸化反応に寄与することにより、投入空気は高温の排ガスとなり排気口27から排出される。排ガスは、空気の供給量に応じて、O2を含まない高濃度のN2ガスか、残存O2とN2を含むガスとなる。前記したように排ガスは固気分離装置28および熱交換器29を通った後、図示しないN2貯蔵タンク塔へ送られて貯蔵されるが、一部のN2はブロワ30で昇圧され遮断弁31と調圧弁32を通って配管14からセパレータガスノズル13に送られる。一方、還元塔3からの排ガスは還元反応により生成されたCO2とH2Oからなっており、高温ガスであることからH2Oは水蒸気となっている。還元塔3からの排ガスは冷却水が循環している気水分離装置33で凝縮されて水と高濃度90以上のCO2を含むガスに分離される。得られたCO2ガスは、必要な場合には適宜の手段でさらに濃縮した後に、そのままあるいは液化CO2として貯蔵される。CO2ガスの一部は、必要時に、ブロワ34で昇圧され遮断弁35と調圧弁32を通って配管14からセパレータガスノズル13に送られる。そのために、図示される形態のケミカルループ燃焼装置A1では、初期の運転時を除き、空気ノズル5から供給される空気と燃料ノズルから供給される燃料ガスとを分離する目的で、セパレートガスノズル13から供給すべき不活性ガスNO2またはCO2を自給することが可能となる。気水分離装置33で生成された水は、酸化塔1からの高温排ガスと熱交換器29において熱交換して水蒸気となり、必要時にその水蒸気は調圧弁38と逆止弁39を通り燃料ガスに混入される。水蒸気の供給を必要とすることにより、Feのような比較的安価な金属粒子材料を用いる場合でも、効率的に還元反応を進行させることが可能となる。また、反応性の遅いメタンなどの炭化水素でも効率的に還元反応を進行させることが可能となる。なお、上記の例では、第1の流体管路18と第2の流体管路21は非連続のものとして説明したが、熱負荷部100の種類や形態によっては、第1の流体管路18と熱負荷部100と第2の流体管路21との間で、連続した循環路を構成するようにしてもよい。いずれの場合にも、第2の流体管路21を流入側とし、第1の流体管路18を流出側として全体の管路系を構成しても、同じ作用効果が得られることは説明を要しない。第2の形態図2は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第2の形態を付設する配管系とともに示している。図示のケミカルループ燃焼装置A2は、図1に示したケミカルループ燃焼装置A1における被加熱流体の熱交換に必要な手段、すなわち下部ヘッダー15、中間ヘッダー24、上部ヘッダー19、伝熱管26等の手段を備えない点で、構成を異にする。他の構成および配管系は、第1の形態であるケミカルループ燃焼装置A1と基本的に同じであり、以下の説明では、ケミカルループ燃焼装置A1におけると実質的に同じ機能を奏する部材には、同じ符号を200番台の符号として付し、具体的な構成が異なる場合を除き、詳細な説明は省略する。ケミカルループ燃焼装置A2では、酸化塔201の底面は耐熱材からなる円塔形の底部材215により閉鎖されており、底部材215の上面216は円錐面とされている。底部材215の中央部には、第1の形態のケミカルループ燃焼装置A1と同様にして、空気ヘッダー204と空気ノズル205、セパレートガスノズル213、燃料ノズル209が取り付けられている。酸化塔201の内周面および天面は耐熱瓦や耐熱グラスファイバーなどの耐熱材222が貼り付けられている。酸化塔201の内周面における下から2/3程度の領域は耐熱材肉厚領域222aとされており、それにより、それより上部の領域と比較して水平断面積が狭くなっている。そして、耐熱材肉厚領域222aの上端面は円錐壁222bとされるとともに、肉厚領域222aの上端面近傍における還元塔203の部分には固気分離装置225が取り付けられている。ケミカルループ燃焼装置A2において、配管系はケミカルループ燃焼装置A1の場合とほぼ同じである。ただし、前記したように、酸化塔201内に被加熱流体の熱交換に必要な手段を備えないので、ケミカルループ燃焼装置A2においては、酸化塔201の上部の排気口227からの排ガスは固気分離装置228を通過した後、第1の熱交換器229と第2の熱交換器229aを通って外気に排気される。そして、第1の熱交換器229において、外部の熱負荷不図示に熱を供給する被加熱流体との間で熱交換が行われる。ケミカルループ燃焼装置A2においても、セパレートガスノズル213に不活性ガスを供給するための配管系とその作用、燃料ガスに水蒸気を供給するための配管系とその作用はケミカルループ燃焼装置A1と同じであり、説明は省略する。第3の形態図3は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第3の形態を付設する配管系とともに示している。第3の形態のケミカルループ燃焼装置A3は、空気酸化剤を含むガス、燃料ガス還元剤を含むガス、セパレートガス不活性ガスが酸化塔301および還元塔303の上部から供給される形式である点で第1の形態であるケミカルループ燃焼装置A1と相違しており、その点を除き第1の形態であるケミカルループ燃焼装置A1と同じである。以下の説明では、第1の形態であるケミカルループ燃焼装置A1におけると実質的に同じ機能を奏する部材には、同じ符号を300番台の符号として付し、具体的な構成が異なる場合を除き、詳細な説明は省略する。ケミカルループ燃焼装置A3において、酸化塔301、および、被加熱流体の熱交換に必要な手段である下部ヘッダー315、中間ヘッダー324、上部ヘッダー319、伝熱管326等の手段は第1の形態であるケミカルループ燃焼装置A1と実質的に同じである。ただし、下部ヘッダー315の中央部分は円錐面316である上面に連続する凹状のコーン部材360により閉鎖されている。酸化塔301の中心部には酸化塔301の軸芯方向に延びる還元塔303が取り付けてあり、その上端側は天面302を貫通し、下端側は前記したコーン部材360の近くまで達している。還元塔303の中心部には燃料ガス供給管361が挿入されている。燃料ガス供給管361は還元塔303の下端部の直上位置まで達しており、先端部は燃料ノズル309とされている。還元塔303の内周壁面に沿うようにして所要本数のセパレートガス供給管362が取り付けてあり、その先端は還元塔303の下端まで達していて、先端部はセパレートガスノズル313とされている。還元塔303の径方向外側には、還元塔303とほぼ平行にかつ還元塔303の軸芯線から同心円状に、所要本数の空気供給管363が取り付けてある。空気供給管363の上端側は天面302を貫通しており、下端側は下部ヘッダー315の天面または前記したコーン部材360の近くまで達している。各空気供給管363の下端部は空気ノズル305とされている。燃料ガス供給管361には、遮断弁310、調圧弁311、逆止弁312を通して調圧された燃料ガスが送給され、下端部の燃料ノズル309から還元塔303内に噴出する。空気供給管363には、ブロワ306、流量計307、調圧弁308を通して調圧された空気が供給され、下端部の空気ノズル305から酸化塔301内に噴出する。燃料ガスの一部は、管路364と遮断弁365を通って、必要時に空気供給管363のいずれかまたは全部に供給され、下端部の空気ノズル305から酸化塔301内に噴出する。セパレートガス供給管362には配管314を通して、例えばN2ガス、CO2ガス等である不活性ガスが供給され、供給された不活性ガスは先端のセパレートガスノズル313から還元塔303の底面コーン部材360に向けて噴出する。上記のケミカルループ燃焼装置A3において、酸化塔301内に酸化反応熱を被加熱流体と熱交換するための手段下部ヘッダー315、中間ヘッダー324、上部ヘッダー319、伝熱管326等を設けたことによる達成される作用効果は、図1に基づき説明したケミカルループ燃焼装置A1におけると同じであり、説明は省略する。ただし、ケミカルループ燃焼装置A3では、酸化塔301内に空気を供給する空気供給管363と還元塔303内に燃料ガスを供給する燃料ガス供給管361およびセパレートガス供給管362とを、酸化塔301の上部から、すなわち酸化塔301の天面302に形成した開口部から落とし込むようにして取り付けるようにしたので、ケミカルループ燃焼装置A3を組み立てるときに、クレーン等でそれらの部材を持ちあげて組み付けることが可能となり、図1に示したケミカルループ燃焼装置A1と比較して製造が容易となることに加え、稼働後でのメンテナンスもきわめて容易となる。特に、図示されるように共通の取り付け用基板366を用い、そこに前記した空気供給管363と燃料ガス供給管361とセパレートガス供給管362とを取り付けることにより、組立時あるいはメンテナンス時にそれらを一体のものとして取り扱うことが可能となり、作業性が一層向上する。また、上記のケミカルループ燃焼装置A3において、各管路系での排ガス、空気、燃料ガス等の動きもケミカルループ燃焼装置A1の場合とほぼ同じである。しかし、前記したように、空気供給管363と燃料ガス供給管361とセパレートガス供給管362を酸化塔301の上部から差し込むようにして取り付けたことに起因して、ガスの動きに少しの違いが生じる。すなわち、空気は空気供給管363を通過した後にその下端部の空気ノズル305から酸化塔301内に噴出され、その空気が上昇する過程で金属粒子Mとの間での酸化反応に寄与する。酸化反応をした後の空気すなわちN2リッチの空気が、酸化塔301上部の排気口327から排ガスとして排出されるのはケミカルループ燃焼装置A1の場合とほぼ同じである。また、図示のケミカルループ燃焼装置A3においては、空気供給管363の一部の空気供給管363aに遮断弁365を通して燃料ガスを供給できるようにしており、その空気供給管363aを昇温用バーナ363aとして用いることができる。運転時に、燃料ガスは燃料ガス供給管361の上端から供給されて下端の燃料ノズル309から噴出する。噴出した燃料ガスは還元塔内壁と燃料ガス供給管361との間の空間領域を酸化金属粒子MOとともに上昇する。上昇の過程で燃料ガスは酸化金属粒子MOの還元に寄与し、酸化金属粒子MOを金属粒子Mに還元する。還元された金属粒子Mは還元塔303に取り付けた固気分離装置325により分離されて酸化塔301内に戻される。CO2と水蒸気で構成される排ガスは、還元塔303の上端から排気される。その後の排ガスの挙動はケミカルループ燃焼装置A1の場合と同じである。運転時に、セパレートガス供給管362にはその上端部からCO2またはN2等の不活性ガスが供給され、セパレートガスノズル313から酸化塔301内に噴出する。噴出する不活性ガスにより、空気ノズル305から噴出する空気と、燃料ガス供給管361の下端の燃料ノズル309から噴出する燃料ガスとが混合するのを回避でき、燃料ガスが直接燃焼するのを阻止できる。このことも、ケミカルループ燃焼装置A1の場合と同じである。さらに、酸化塔301の底部における還元塔303の下端と対向する部分に、表面が滑らかな円錐面あるいは放物線面であるコーン部材360を取り付けたことで、酸化金属粒子MOあるいは金属粒子Mの移動を円滑化することができ、酸化塔301の底部から還元塔303内に酸化金属粒子MOあるいは金属粒子Mが流入するのを良好にしている。ケミカルループ燃焼装置A3においても、セパレートガスノズル313に不活性ガスを供給するための配管系とその作用、燃料ガスに水蒸気を供給するための配管系とその作用はケミカルループ燃焼装置A1と同じであり、説明は省略する。第4の形態図4は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第4の形態を付設する配管系とともに示している。図示のケミカルループ燃焼装置A4は、空気酸化剤を含むガス、燃料ガス還元剤を含むガス、セパレートガス不活性ガスが酸化塔401および還元塔403の上部から供給される形式である点で第2の形態であるケミカルループ燃焼装置A2と相違しており、その点を除き第2の形態であるケミカルループ燃焼装置A2と同じである。以下の説明では、第2の形態であるケミカルループ燃焼装置A2におけると実質的に同じ機能を奏する部材には、同じ符号を400番台の符号として付し、具体的な構成が異なる場合を除き、詳細な説明は省略する。ケミカルループ燃焼装置A4において、酸化塔401の底面は耐熱材からなる底部材415により閉鎖されており、耐熱底部の上面416は下方に湾曲したすり鉢状面とされている。すり鉢状面の具体例としては、円錐面あるいは放物線面などが挙げられる。酸化塔401の内周面および天面の形状はケミカルループ燃焼装置A2と同様である。還元塔403の中心部には燃料ガス供給管461が挿入されている。燃料ガス供給管461は還元塔403の下端部の直上位置まで達しており、先端部は燃料ノズル409とされている。還元塔403の内周壁面に沿うようにして所要本数のセパレートガス供給管462が取り付けてあり、その先端は還元塔403の下端まで達していて、先端部はセパレートガスノズル413とされている。還元塔403の径方向外側には、還元塔403とほぼ平行にかつ還元塔403の軸芯線から同心円状に、所要本数の空気供給管463が取り付けてある。空気供給管463の上端側は天面402を貫通しており、下端側は酸化塔401の底部に取り付けた底部材415の上面416の近くまで達している。各空気供給管463の下端部は空気ノズル405とされている。この構成は、図3に示したケミカルループ燃焼装置A3と同じである。燃料ガス供給管461には、遮断弁410、調圧弁411、逆止弁412を通して、燃料ガスが送給され、還元塔403の下端開口部である燃料ノズル409から還元塔403内に噴出する。空気供給管463には、ブロワ406、流量計407、調圧弁408を通して調圧された空気が供給され、下端部の空気ノズル405から酸化塔401内に噴出する。前記した燃料ガスの一部は、管路464と遮断弁465を通って、必要時に空気供給管463のいずれかに供給され、下端部の空気ノズル405から酸化塔401内に噴出する。セパレートガス供給管462には遮断弁432および配管414を通して、例えばN2ガス、CO2ガス等である不活性ガスが供給される。供給された不活性ガスは先端のセパレートガスノズル413から酸化塔401の底面に向けて噴出する。この構成も、図3に示したケミカルループ燃焼装置A3と同じである。酸化塔401の上部の排気口427からの排ガスは、第2のミカルループ燃焼装置A2と同じように、固気分離装置428を通過した後、第1の熱交換器429と第2の熱交換器429aを通って外気に排気される。そして、第1の熱交換器429において、外部の熱負荷不図示に熱を供給する被加熱流体との間で熱交換が行われる。ケミカルループ燃焼装置A4においても、セパレートガスノズル413に不活性ガスを供給するための配管系とその作用、燃料ガスに水蒸気を供給するための配管系とその作用はケミカルループ燃焼装置A2と同じであり、説明は省略する。第5の形態図5は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第5の形態を付設する配管系とともに示している。このケミカルループ燃焼装置A5は、酸化塔501と還元塔503は分離しており、両者は酸化した金属粒子MOが移動する流路550と還元した金属粒子Mが移動する流路560とによって接続されていることを特徴とする。以下の説明では、第1の形態であるケミカルループ燃焼装置A1におけると実質的に同じ機能を奏する部材には、同じ符号を500番台の符号として付し、具体的な構成が異なる場合を除き、詳細な説明は省略する。ケミカルループ燃焼装置A5は、前記のように酸化塔501と還元塔503は分離しており、両者は断熱手段が施された酸化金属流路550と金属粒子流路560とで接続されている。すなわち、酸化塔501内には、被加熱流体の熱交換に必要な手段である下部ヘッダー515、中間ヘッダー524、上部ヘッダー519、伝熱管526等の手段は存在するが、還元塔に相当する手段は存在しない。そのために、酸化塔501の底部には、空気ノズル505を備えた空気ヘッダー504のみが存在し、図1に示したケミカルループ燃焼装置A1における燃料ノズル9とセパレートガスノズル13は存在しない。それにより、酸化塔501の直径をより小さなものとすることができる。また、前記のように、酸化金属粒子MOは酸化金属流路550を通って還元塔503に移動する形式であり、そのために、酸化塔501内に貯留される金属粒子Mの貯留上端位置のやや上方位置に平板状の中間ヘッダー524が備えられ、中間ヘッダー524の中央空間領域には第1の固気分離装置570が配置されている。そして、第1の固気分離装置570の固体排出口側に前記した酸化金属流路550の一方端が接続している。還元塔503は、その上方位置において酸化金属流路550の他方端と接しており、その接続部と天板との間に第2の固気分離装置571を備えている。還元塔503の下方位置には金属粒子流路560の一方端が接続しており、金属粒子流路560の他方端は酸化塔501の下方部分に接続している。酸化金属流路550の途中には粒子溜め551が設けてあり、金属粒子流路560の途中にも粒子溜め562が設けてある。また、還元塔503の底面には燃料ノズル509が取り付けてある。酸化塔501に取り付けた第1の固気分離装置570で固体分主に酸化金属粒子MOを分離した後の気体排ガスは排気口527から排気されるが、この形態では排ガス中にほとんど固形分が含まれないので、図1に示したケミカルループ燃焼装置A1での固気分離装置28を省略することができる。第1の固気分離装置570で分離された固体分主に酸化金属粒子MOは酸化金属流路550を通って還元塔503内に流入し、そこを落下する過程で、燃料ノズル509から送給される燃料ガスによる還元作用を受け、還元後の金属粒子Mは金属粒子流路560を通って酸化塔501内に戻される。還元塔503に取り付けた第2の固気分離装置571は固体分主に還元を受ける前の酸化金属粒子MOを分離して還元塔503内に戻すとともに、気体主にCO2とH2Oを還元塔503から排ガスとして排出する。酸化塔501からの排ガスおよび還元塔503からの排ガスのための配管系は図1に示したケミカルループ燃焼装置A1での配管系と同じである。ただし、双方の排ガスから生成されるNO2およびCO2である不活性ガスが、セパレートガスノズル13にではなく、前記した粒子溜め551および562にパージガスとして供給される点で相違する。粒子溜め551および562に不活性ガスをパージガスとして供給することにより、酸化金属流路550および金属粒子流路560において、空気酸化剤と燃料ガスが混合するのを確実に阻止できるようになり、燃料ガスの直接燃焼を確実に回避できるようになる。また、酸化金属流路550および金属粒子流路560を移動する金属粒子の移動量が大きくなっても、金属粒子に引き込まれて、酸化金属流路550では酸化剤を含むガス空気が還元塔503内に流入するのを、金属粒子流路560では還元剤を含むガス燃料ガスが酸化塔501内に流入するのを確実に阻止することができ、固気分離効率の低下を招かない。それにより、排ガス中のN2濃度あるいはCO2濃度が低下するのも回避できる。ケミカルループ燃焼装置A5において、酸化塔501内に酸化反応熱を被加熱流体と熱交換するための手段下部ヘッダー515、中間ヘッダー524、上部ヘッダー519、伝熱管526等を設けたことによる達成される作用効果は、図1に基づき説明したケミカルループ燃焼装置A1におけると同じであり、説明は省略する。また、各管路系での排ガス、空気、燃料ガス等の動きもケミカルループ燃焼装置A1の場合と同じであり、説明は省略する。第6の形態図6は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第6の形態を付設する配管系とともに示している。図示のケミカルループ燃焼装置A6は、図5に示したケミカルループ燃焼装置A5における被加熱流体の熱交換に必要な手段、すなわち下部ヘッダー515、中間ヘッダー524、上部ヘッダー619、伝熱管626等の手段を備えない点で、構成を異にする。他の構成および配管系は、第5の形態であるケミカルループ燃焼装置A5と基本的に同じであり、以下の説明では、ケミカルループ燃焼装置A5におけると実質的に同じ機能を奏する部材には、同じ符号を600番台の符号として付し、具体的な構成が異なる場合を除き、詳細な説明は省略する。ケミカルループ燃焼装置A6では、酸化塔601の底面は耐熱材からなる円塔形の底部材615により閉鎖されており、底部材615の上面616は円錐面とされている。底部材615の中央部には、第5の形態であるケミカルループ燃焼装置A5と同様にして、空気ヘッダー604と空気ノズル605が取り付けられている。酸化塔601の内周面および天面は耐熱瓦や耐熱グラスファイバーなどの耐熱材622が貼り付けられている。また、酸化塔601内に貯留される金属粒子Mの貯留上端位置のやや上方位置に平板状の浮揚防止板667が配置され、その中央部に第1の固気分離装置670を配置している。そして、浮揚防止板667より下位の水平断面積よりも上位の水平断面積が大きくなるように、酸化塔601の内周面には耐熱壁622が貼り付けられている。還元塔603および酸化金属流路650、金属粒子流路660等の構成は、図5に示したケミカルループ燃焼装置A5と同じである。酸化塔601に取り付けた第1の固気分離装置670で固体分主に酸化金属粒子MOを分離した後の気体排ガスは排気口627から排気されるが、この形態では排ガス中にほとんど固形分が含まれないので、図1に示したケミカルループ燃焼装置A1での固気分離装置28を省略することができる。ケミカルループ燃焼装置A6において、配管系はケミカルループ燃焼装置A5の場合とほぼ同じである。ただし、前記したように、酸化塔601内に被加熱流体の熱交換に必要な手段を備えないので、ケミカルループ燃焼装置A6においては、酸化塔601の上部の排気口627からの排ガスは固気分離装置627を通過した後、第1の熱交換器629と第2の熱交換器629aを通って外気に排気される。そして、第1の熱交換器629において、外部の熱負荷不図示に熱を供給する被加熱流体との間で熱交換が行われる。また、酸化塔601からの排ガスおよび還元塔603の双方からの排ガスから生成されるNO2およびCO2である不活性ガスは、粒子溜め651および662にパージガスとして供給される点も、ケミカルループ燃焼装置A5の場合と同じである。燃料ガスに表に応じて水蒸気を添加する配管系もケミカルループ燃焼装置A5の場合と同じである。第7の形態図7は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第7の形態を付設する配管系とともに示している。このケミカルループ燃焼装置A7は、空気酸化剤を含むガス、燃料ガス還元剤を含むガス、セパレートガス不活性ガスが酸化塔701および還元塔703の上部から供給される形式である点で、図5に示した第5の形態であるケミカルループ燃焼装置A5と相違しており、その点を除き第5の形態であるケミカルループ燃焼装置A5と同じである。以下の説明では、第5の形態であるケミカルループ燃焼装置A5におけると実質的に同じ機能を奏する部材には、同じ符号を700番台の符号として付し、具体的な構成が異なる場合を除き、詳細な説明は省略する。ケミカルループ燃焼装置A7は、ケミカルループ燃焼装置A5と同様に、酸化塔701内には、被加熱流体の熱交換に必要な手段である下部ヘッダー715、中間ヘッダー724、上部ヘッダー719、伝熱管726等の手段は存在するが、還元塔に相当する手段は存在しない。そして、下部ヘッダー715の中央部分は円錐面716である上面に連続する凹状のコーン部材760により閉鎖されている。酸化塔701の中央部には、酸化塔701の軸芯方向に延びる所要本数の空気供給管763が天面側から挿入されており、その下端部は酸化塔701の底面近傍にまで達している。空気供給管763の下端先端部は空気ノズル705とされている。また、前記のように酸化金属粒子MOは酸化金属流路750を通って還元塔703に移動する形式であり、そのために、酸化塔701内に貯留される金属粒子Mの貯留上端位置のやや上方位置に平板状の中間ヘッダー724が備えられ、中間ヘッダー724の中央空間領域に第1の固気分離装置770が配置されている。そして、第1の固気分離装置770の固体排出口側に前記した酸化金属流路750の一方端が接続している。また、前記した空気供給管763は第1の固気分離装置770内を通過している。還元塔703には、その天面を通過するようにして燃料ガス供給管761が還元塔703の軸芯線方向に平行に挿入されており、その下端部は還元塔703の底面近傍にまで達していて、燃料ノズル709とされている。還元塔703のその他の構成、および金属粒子流路760と酸化金属流路750の構成、粒子溜め751および粒子溜め762の構成は図5に示したケミカルループ燃焼装置A5と同じである。上記のケミカルループ燃焼装置A7において、酸化塔701内に酸化反応熱を被加熱流体と熱交換するための手段下部ヘッダー715、中間ヘッダー724、上部ヘッダー719、伝熱管726等を設けたことによる達成される作用効果は、図5に基づき説明したケミカルループ燃焼装置A5におけると同じであり、また、酸化塔701の上方から空気供給管763を取り付けるようにしたことによる作用効果および還元塔703の上方から燃料供給管761を取り付けるようにしたことによる作用効果は、図3に示した第1の形態の第3の形態によるケミカルループ燃焼装置A3と同様である。さらに、複数本の空気供給管763の一部の空気供給管763aに調圧弁765を通して燃料ガスを供給できるようにすることにより、その空気供給管763aを昇温用バーナ763aとして用いることができるのも、図3に基づき説明したケミカルループ燃焼装置A3と同様である。その他の各管路系での排ガス、空気、燃料ガス等の動きはケミカルループ燃焼装置A5の場合と同じであり、特に、酸化塔701からの排ガスおよび還元塔703からの排ガスの、双方の排ガスから生成されるNO2およびCO2である不活性ガスが、粒子溜め751および762にパージガスとして供給されることにより、酸化金属流路750および金属粒子流路760において、空気酸化剤と燃料ガスが混合するのを確実に阻止するためのできる配管系とその作用効果、燃料ガスに水蒸気を供給するための配管系とその作用効果はケミカルループ燃焼装置A5と同じである。第8の形態図8は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第8の形態を付設する配管系とともに示している。図示のケミカルループ燃焼装置A8は、空気酸化剤を含むガスと燃料ガス還元剤を含むガスが酸化塔801および還元塔803の上部から供給される形式である点で、図6に示したケミカルループ燃焼装置A6と相違しており、その点を除く酸化塔801の構成、還元塔803の構成、および配管系の構成は図6に示したケミカルループ燃焼装置A6と同じである。以下の説明では、図6に示したケミカルループ燃焼装置A6におけると実質的に同じ機能を奏する部材には、同じ符号を800番台の符号として付し、具体的な構成が異なる場合を除き、詳細な説明は省略する。ケミカルループ燃焼装置A8において、酸化塔801の底面は耐熱材からなる底部材815により閉鎖されており、耐熱底部の上面816は下方に湾曲したすり鉢状面とされている。すり鉢状面の具体例としては、円錐面あるいは放物線面などが挙げられる。酸化塔801の内周面および天面の形状はケミカルループ燃焼装置A6と同様である。酸化塔801の中央部には、酸化塔801の軸芯方向に延びる所要本数の空気供給管863が天面側から挿入されており、その下端部は酸化塔801の底面近傍にまで達している。空気供給管863の下端先端部は空気ノズル805とされている。また、酸化金属粒子MOは酸化金属流路850を通って還元塔803に移動する形式であり、そのために、酸化塔801内に貯留される金属粒子Mの貯留上端位置のやや上方位置に平板状の浮揚防止板867が配置され、その中央部に第1の固気分離装置870を配置している。そして、浮揚防止板867より下位の水平断面積よりも上位の水平断面積が大きくなるように、酸化塔801の内周面には耐熱壁822が貼り付けられている。還元塔803には、その天面を通過するようにして燃料ガス供給管861が還元塔803の軸芯線方向に平行に挿入されており、その下端部は還元塔803の底面近傍にまで達していて、燃料ノズル809とされている構成は、図7に示したケミカルループ燃焼装置A7と同じである。さらに、還元塔803のその他の構成、および金属粒子流路860と酸化金属流路850の構成、粒子溜め851および粒子溜め862の構成も、図7に示したケミカルループ燃焼装置A7と同じである。上記のケミカルループ燃焼装置A8において、酸化塔801の上方から空気供給管863を取り付けるようにしたことによる作用効果および還元塔803の上方から燃料供給管861を取り付けるようにしたことによる作用効果は、図7に示した第3の形態によるケミカルループ燃焼装置A7と同様である。その他の各管路系での排ガス、空気、燃料ガス等の動きはケミカルループ燃焼装置A6の場合と同じであり、特に、酸化塔801からの排ガスおよび還元塔803からの排ガスの、双方の排ガスから生成されるNO2およびCO2である不活性ガスが、粒子溜め851および862にパージガスとして供給されることにより、酸化金属流路850および金属粒子流路860において、空気酸化剤と燃料ガスが混合するのを確実に阻止するためのできる配管系とその作用効果、燃料ガスに水蒸気を供給するための配管系とその作用効果はケミカルループ燃焼装置A5と同じである。第9の形態図9は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第9の形態を付設する配管系とともに示している。図示のケミカルループ燃焼装置A9は、酸化塔1の内部に複数個図示の例では2個の還元塔3,3が備えられている点と、各還元塔3,3に対応するようにして、酸化塔1の下端部に、空気ヘッダー4、空気ノズル5、燃料ノズル9、およびセパレートガスノズル13等が配置されている点で、図1に示した第1の形態のケミカルループ燃焼装置A1と構成が相違する。他の構成および配管系は、第1の形態であるケミカルループ燃焼装置A1と基本的に同じであり、ケミカルループ燃焼装置A1におけると実質的に同じ機能を奏する部材には、同じ符号を付し説明は省略する。図9に示すケミカルループ燃焼装置A9では、2個の還元塔3,3は酸化塔1の軸心線と平行な姿勢で酸化塔1内に配置されており、各還元塔3,3の下端部位置に対応するようにして、酸化塔1の下端部に、空気ヘッダー4、空気ノズル5、燃料ノズル9、およびセパレートガスノズル13等が配置されている。そして、各空気ヘッダー4、4には、ブロワ6からの調圧された空気が供給され、各燃料ノズル9、9には、遮断弁10、調圧弁11、逆止弁12を通して調圧された燃料が送給される。また、各セパレートガスノズル13、13には、配管14を通して酸素が含まれない不活性ガスが供給される。各還元塔3,3の上部から排出される排ガスは、合流した後に、外部からの冷却水が循環している気水分離装置33に流入する。なお、特に図示しないが、酸化塔1内に複数個図示の例では2個の還元塔3,3を備える形態は、前記した図2,図3,図4に示した第2,第3形態のケミカルループ燃焼装置A2,A3、A4にも適用できることは勿論である。第10の形態図10は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第10の形態を付設する配管系とともに示している。図10に示す第10の形態のケミカルループ燃焼装置A10は、酸化塔の内部に還元塔が備えられるのではなく、還元塔3の内部に酸化塔1が備えられている点で、図1に示した第1の形態のケミカルループ燃焼装置A1と構成が異なっている。このケミカルループ燃焼装置A10は、ケミカルループ燃焼装置A1と同様の外塔を還元塔1として有し、その内には中心軸線を同じにして円塔体である酸化塔1が取り付けてある。酸化塔1の上端は天板2を貫通して還元塔3の外部に延出しており、下端は還元塔3の下端近傍に達している。還元塔3の下端部の中央には、酸化塔1と同心円をなす円塔状の空気ヘッダー4が取り付けてあり、該空気ヘッダー4の上端は空気ノズル5とされている。好ましくは空気ノズル5の内径は酸化塔1の下端部の内径よりもやや小さい。空気ヘッダー4を包囲するようにして塔状をなす燃料ノズル9が配置されており、燃料ノズル9には、遮断弁10、調圧弁11、逆止弁12を通して、調圧された燃料が送給される。空気ヘッダー4とその外側を包囲する燃料ノズル9との間には隙間が設けられており、その隙間には塔状のセパレートガスノズル13が配置されている。セパレートガスノズル13には、図1に示す第1の形態のケミカルループ燃焼装置A1と同様にして酸素が含まれない不活性ガスが供給される。ケミカルループ燃焼装置A10内での金属の酸化還元反応は、図1に基づき説明したケミカルループ燃焼装置A1での金属の酸化還元反応と基本的に同じである。すなわち、還元塔3の内部空間内で、酸化金属粒子MOは燃料ノズル9から供給される燃料ガスと還元反応して金属粒子Mとなり酸化塔1内を流入する。酸化塔1内を通過する過程で、金属粒子Mは空気ノズル5から供給される空気中の酸素と酸化反応して酸化金属粒子MOに戻される。そして、酸化金属粒子MOは酸化塔1に取り付けた固気分離装置25を通って還元塔3内に戻される。ケミカルループ燃焼装置A10において、配管系の構成、伝熱管26と下部ヘッダー15、中間ヘッダー24、上部ヘッダー19等に係る構成、およびそれらが奏する作用効果は基本的に第1の形態のケミカルループ燃焼装置A1の場合と同じであり、同じ符号を付すことで、説明は省略する。なお、特に図示しないが、上記した還元塔3内に酸化塔1を備える形態は、必要な配管系を代えることで、前記した図1~図4および図9に示したケミカルループ燃焼装置A1~A4,A9にも適用できることは勿論である。第11の形態図11は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第11の形態を付設する配管系とともに示している。図11に示す第11の形態のケミカルループ燃焼装置A11は、図10に示した第10の形態のケミカルループ燃焼装置A10とは、空気酸化剤を含むガスとセパレートガス不活性ガスが還元塔3の上部から供給される形式である点で第10の形態であるケミカルループ燃焼装置A10と相違しており、その点を除き第10の形態であるケミカルループ燃焼装置A10と同じである。以下の説明では、第10の形態であるケミカルループ燃焼装置A10におけると実質的に同じ機能を奏する部材には、同じ符号を付し、具体的な構成が異なる場合を除き、詳細な説明は省略する。このケミカルループ燃焼装置A11は、還元塔3の内部に1つの酸化塔1が組み込まれており、酸化塔1は空気供給管63と酸化塔1の内周壁面に沿うようにして配置された所要本数のセパレートガス供給管62とで構成され、それらは、還元塔3の上部から落とし込むようにして取り付けられている。燃料ガス供給管61に燃料ガスを供給する配管系、還元塔3からの排ガスおよび酸化塔1からの排ガスを処理する配管系は、図10に示したケミカルループ燃焼装置A10におけると実質的に同じであり、それらについては、図10では同じ符号を付し、説明は省略する。このケミカルループ燃焼装置A11では、還元塔3の底部の燃料ノズル9から噴出する燃料ガスが還元塔3内の金属酸化物粒子の還元反応を進行させる。また、酸化塔1の下端に設けたセパレートガスノズル13から噴出する不活性ガスによって、酸化剤と還元剤とが混合するのを阻止することができる。さらに、酸化塔1は還元塔3の天面側から着脱自在とされており、装置の組み立てやメンテナンスの容易性は確保できる。なお、特に図示しないが、配管系を適宜変更することにより、燃料ガス供給管61も還元塔3の天面側から着脱自在に取り付けて、燃料ガスを還元塔3の上方から底面側向けて吹き出すようにすることもできる。さらに、図3,図4に示した形態のケミカルループ燃焼装置においても、配管系を適宜変更することにより、酸化剤供給管、還元剤供給管、セパレートガス供給管のいずれかを選択して、装置酸化塔または還元塔である反応塔の下方から酸化剤、還元剤、たまはセパレートガスを供給するようにしてもよい。第12の形態図12は、本発明によるケミカルループ燃焼装置の第12の形態を付設する配管系とともに示している。図12に示す第12の形態のケミカルループ燃焼装置A12は、図1に示したケミカルループ燃焼装置A1の変形例であり、ここでは、装置A12内で生成される水蒸気およびCO2を含むガスをそのまま還元塔3に供給される還元剤を含むガス燃料ガスに添加するようにしている。すなわち、還元塔3からの排ガス管路に分岐管を設けて、還元塔3からの排ガスの一部を、ポンプ37a、遮断弁36、調圧弁38および逆止弁39を通って、燃料ノズル9への燃料供給管路内に供給するようにしている。この形態では、熱交換器29および場合によっては気水分離装置33を省略することが可能であり、構成の簡素化が図られる。なお、上記したいずれの形態のケミカルループ燃焼装置においても、前記したように、排ガスから高濃度のCO2を分離できる。必要な場合には、濃度90以上で回収したCO2を利用用途に応じて例えばPSA法などを用いてさらに濃縮することで、99.999濃度のCO2が得られる。また、本発明によるケミカルループ燃焼装置の運転において、系全体の金属粒子Mと酸化金属粒子MOを常にある比率の範囲に保つために、燃料と酸化剤の瞬間値はもちろんのこと、積算投入量を管理することで、系全体が運転開始時から酸化側に寄ったのか、還元側に寄ったのかを判別してフィードバックをかけることもできる。また、燃料と酸化剤とが適正に金属を介して反応しているかどうかを判断するため、下記に示す酸素有効利用率を1.0付近で制御することが推奨される。酸素有効利用率=外部酸素投入量-系外にでる酸素量/燃料の理論酸素量さらに、本発明によるケミカルループ燃焼装置において、酸化塔と還元塔の出口付近に圧力計を設置することもできる。そして、還元等からCO2を高濃度で取り出したい場合には、還元塔側の圧力が酸化塔の圧力よりやや高くなるように排気ブロアをインバーターで制御する。また、装置内での反応が継続していることを確認するために、酸化塔内に熱電対を2個挿入することもできる。一箇所は固気分離装置より下部の粒子面より下まで挿入し、もう一つは、固気分離装置の上部に設置する。そして、金属粒子内部の温度を還元剤の反応温度以上に保つようにする。保てない場合には、燃料ガスの供給を遮断する。"