炭素質物質を処理する方法及びシステム
【課題】炭素質物質のガス化工程中に二酸化炭素を増加させるための、より効果的なシステム及び方法を提供する。
【解決手段】炭素質物質と少なくとも９０％液相である水を混合してスラリー化された混合物を提供する工程、燃焼ガスの存在下でスラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化して炭素質固体及び、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供する工程であって、前記合成ガスが約４００℃〜約１，６５０℃の温度である工程、合成ガスから炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離して合成ガス生成物及び炭素質固体を提供する工程、及び酸化剤の存在下で分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して燃焼ガスの少なくとも一部を提供する工程、を含む炭素質物質を処理する方法、及びその方法を実施するためのシステム。
【解決手段】炭素質物質と少なくとも９０％液相である水を混合してスラリー化された混合物を提供する工程、燃焼ガスの存在下でスラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化して炭素質固体及び、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供する工程であって、前記合成ガスが約４００℃〜約１，６５０℃の温度である工程、合成ガスから炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離して合成ガス生成物及び炭素質固体を提供する工程、及び酸化剤の存在下で分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して燃焼ガスの少なくとも一部を提供する工程、を含む炭素質物質を処理する方法、及びその方法を実施するためのシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、炭素質物質のガス化に関する。より特定すると、本発明は、ガス化された炭素質物質の二酸化炭素含量を増加させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素質物質のガス化は典型的には、還元（酸素不足）雰囲気中、高温及び高圧でガス化器において炭素質物質を反応させることを含む。得られる合成ガスは、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している。次に、一酸化炭素の、もし全てでなければ、しばしば少なくとも一部が、二酸化炭素に転化され、有用な生成物が回収される前に取り出される。
典型的には、一酸化炭素は、一つ以上の二酸化炭素転化器、例えば、高温シフト転化器、続いて低温シフト転化器において、二酸化炭素に転化される。それらのシフト転化器は、化学物質、触媒、熱及び／又は圧力を必要とする。二酸化炭素転化器は、操作し、操作中に多量のエネルギーを消費することに、それ自体、高価である。更に、二酸化炭素転化器には、設備スペース要件及びコストが加わり、そしてプラント物資を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願第２００５０２８４７９７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６２１，１５５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６８２，７１１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，３３１，５７５号明細書
【特許文献５】米国特許第６，３１３，０６２号明細書
【特許文献６】米国特許第６，２８４，８０７号明細書
【特許文献７】米国特許第６，１３６，８６８号明細書
【特許文献８】米国特許第４，５６８，６６３号明細書
【特許文献９】米国特許第４，６６３，３０５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，３４８，９８２号明細書
【特許文献１１】特許第６，３１９，９６０号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，１２４，３６７号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，０８７，４０５号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，９４５，４５９号明細書
【特許文献１５】米国特許第４，９９２，４０６号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，１１７，８１４号明細書
【特許文献１７】米国特許第５，５４５，６７４号明細書
【特許文献１８】米国特許第６，３００，２６８号明細書
【特許文献１９】米国特許第５，０７５，２６９号明細書
【特許文献２０】米国特許出願第１１／３１１，７６６号明細書
【特許文献２１】米国特許第３，７１６，６１９号明細書
【特許文献２２】米国特許第３，８１６，５１３号明細書
【特許文献２３】米国特許第４，２１６，３３９号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＬｅＢａｎｃ他著“Ａｍｍｏｎｉａ”、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２巻、３版（１９７８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
炭素質物質のガス化工程中に二酸化炭素を増加させるための、より効率的なシステム及び方法に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本願発明者らは、
炭素質物質を処理する方法であって、
炭素質物質と、少なくとも９０％液相である水を混合してスラリー化された混合物を提供する工程、
燃焼ガスの存在下で、前記スラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化して炭素質固体及び、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供する工程であって、前記合成ガスが約４００℃〜約１，６５０℃の温度である、工程、
前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離して合成ガス生成物及び炭素質固体を提供する工程、及び
酸化剤の存在下で、前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供する工程
を含む、方法を見出した。
又、本発明は、
炭素質物質を処理する方法であって、
炭素質物質と、少なくとも９０％液相である水とを混合してスラリー化された混合物を提供する工程、
ガス化域中の燃焼ガスの存在下で、前記スラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化して炭素質固体並びに水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供する工程であって、前記合成ガスが約４００℃〜約１，６５０℃の温度を有している、工程、
分離域において前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離して合成ガス生成物及び炭素質物質を提供する工程、及び
燃焼域において酸化剤の存在下で、前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供する工程
を含む、方法に関する。
又、本発明は、
炭素質物質を処理するためのシステムであって、
炭素質物質、及び水混合物を燃焼ガスの存在下でガス化して炭素質固体及び、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供するのに適合したガス化域であって、前記水混合物が少なくとも９０％液相である、ガス化域、
前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を分離するのに適合した、ガス化域に流体連絡した分離器、及び
前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供するのに適合した、ガス化域と流体連絡した酸化域
を含む、システムに関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、炭素質物質を効率的に処理する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一つ以上の実施形態による、炭素質物質をガス化するための例示的なガス化器を表す。
【図２】本発明の一つ以上の実施形態による、炭素質物質をガス化するための例示的なガス化器システムを表す。
【図３】本発明の一つ以上の実施形態による例示的なガス化システムを表す。
【図４】本発明の一つ以上の実施形態による他の例示的なガス化システムを表す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。特許請求の範囲の各請求項は個別の発明を定義しており、権利侵害は、特許請求の範囲に特定された種々の要素又は限定と同等なものを包含すると認識される。文脈によって、「本発明」という以下のすべての言及は、いくつかの場合は、ある特定の実施形態のみを指し得る。他の場合には、「本発明」という言及は、一つ以上の、しかし必ずしもすべてのではない特許請求の範囲に記載の主題を指すと認識される。特定の実施形態、改変及び実施例を含めて、以下、本発明の各々をより詳細に記載するが、本発明は、それらの実施形態、改変又は実施例に限定されるものではなく、当業者が、本明細書中の情報を、入手可能な情報及び技術と組み合わせたときに本発明を実施及び使用することができるような形態も包含する。
【００１０】
本発明は、炭素質物質を処理するためのシステム及び方法を提供する。一つ以上の実施形態において、炭素質物質と水とを混合し得て、スラリー化された混合物を提供する。炭素質物質と混合される水は、少なくとも９０％液相であることができる。燃焼ガスの存在下で、スラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化し、炭素質固体及び合成ガスを提供し、前記合成ガスは水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している。合成ガスは約４００℃〜約１，６５０℃の温度であることができる。合成ガスから炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離し得て、合成ガス生成物及び炭素質固体を提供する。酸化剤の存在下で、分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼させ得て、燃焼ガスの少なくとも一部を提供する。
【００１１】
本発明の上記の特徴が詳細に理解できるように、先に簡単に要約された本発明の、より特定な記載は、そのいくらかが添付された図面に示されている実施形態を参照することにより表され得る。しかし、添付された図面は本発明の典型的な実施形態のみを例示しており、従って、本発明の範囲を限定するものと考えるべきではなく、従って、本発明は、他の等しく有効な実施形態に対して認められ得る。
【００１２】
図面を参照すると、図１は、一つ以上の実施形態による、炭素質物質をガス化するための例示的なガス化器１００を表す。ガス化器１００は、酸化域１１０、ガス化域１１５、輸送管路１２０、分離器１３０、生成物回収管路１３５及び再循環管路１４０を含み得る。酸化域１１０及びガス化域１１５は、いずれかの順序、構成及び／又は頻度で配列され得る。例えば、酸化域１１０の上に配置されたガス化域１１５を有して、酸化域１１０及びガス化域１１５は互いに垂直に配置され得る。他の例では、酸化域１１０の下に配置されたガス化域１１５を有して、酸化域１１０及びガス化域１１５は互いに垂直に配置され得る。
【００１３】
管路１０２経由の炭素質物質はガス化域１１５に導入され得て、合成ガスを提供する。合成ガスは、水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）及び二酸化炭素（ＣＯ２）を含有し得るが、それらに限定されない。水が管路１０４経由で、管路１０２における炭素質物質に導入され得て、管路１０２経由で炭素質物質／水の混合物（スラリー化された混合物）が提供される。炭素質物質は、水でスラリー化され得て、ガス化域１１５に導入され得る、一つ以上のポンプ（示されていない）により輸送可能な混合物が提供される。一つ以上の実施形態では、管路１０２におけるスラリー化された混合物は、ロックホッパー類又は他の一般的な固体導入装置なしに導入され得る。そのことは、加圧窒素又は他のキャリヤーガス、ロックホッパー類及び他の装置、プロットサイズ、並びにそれらに係わるコストについての必要性を低減し又はなくし得る。管路１０２におけるスラリー化された混合物は、連続的に、間欠的に、種々の流量で又はそれらのいずれかの組み合わせでガス化域１１５に導入され得る。示されていないが、管路１０２経由のスラリー化された混合物は、酸化域１１０とガス化域１１５との間に配置された混合域に導入され得る。
【００１４】
管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物はガス化され得て、輸送管路１２０経由で合成ガスが提供され得て、前記合成ガスは分離器１３０に導入され得る。一つ以上の実施形態において、スラリー化された混合物は、燃焼ガス、固体、収着剤、又はそれらの組み合わせの存在下でガス化され得て、管路１２０経由で合成ガス及び炭素質固体の混合物を提供する。一つ以上の実施形態において、酸素を掃去するために、十分な速度及び量で収着剤が添加され得て、ガス化域１００内で炭素質物質からのＨ２（例えば水）との望ましくない副反応をもたらし得る濃度に達するのを遅らせる又は防ぐ。一つ以上の実施形態において、ガス化器１００における炭素質物質の粒子に散布又は炭素質物質の粒子を被覆するために収着剤が用いられ得て、それらの粒子が凝集する傾向を低減させる。例示的な収着剤には、炭素富有灰、石灰石、ドロマイト及びコークス粉が含まれるが、それらに限定されない。供給原料から放出された残存する硫黄は、供給原料中の天然カルシウムにより又はカルシウム系収着剤により捕捉され得て硫化カルシウムを形成する。
【００１５】
一つ以上の実施形態において、炭素質固体、及び用いられる場合、収着剤の一部は、混合物から分離され得て、管路１３５経由で合成ガス生成物そして管路１４０経由で炭素質固体、収着剤又は両方が提供される。一つ以上の実施形態において、炭素質固体の少なくとも一部は管路１４０経由で酸化域１１０に導入され得て、ガス化域１１５に導入される燃焼ガスの少なくとも一部が提供される。一つ以上の実施形態において、管路１０２経由で導入されたスラリー化された混合物中の炭素質物質の少なくとも一部は、固体上に沈積され得て、合成ガス及び炭素質含有固体を含有する混合物が提供される。一つ以上の実施形態において、炭素質含有固体の少なくとも一部は、分離器１３０において混合物から分離され得て、管路１３５経由で合成ガス生成物そして管路１４０経由で炭素質含有固体が提供される。
【００１６】
一つ以上の態様において、管路１４０経由で酸化域１１０に導入された炭素質固体及び／又は炭素質含有固体の少なくとも一部は、管路１０８経由で導入された酸化剤の存在下で燃焼され得て、燃焼ガス、固体又は両方の少なくとも一部が提供される。一つ以上の実施形態において、炭素質固体及び／又は炭素質含有固体の少なくとも一部は、管路１０８経由で導入された酸化剤、及び管路１０６経由で導入された蒸気の存在下で燃焼され得て、燃焼ガス、固体又は両方の少なくとも一部が提供される。燃焼ガス、固体又は両方は、ガス化域１１５に熱を提供し得て、管路１０２経由で導入されたスラリー化された炭素質混合物がガス化される。
【００１７】
一つ以上の実施形態において、炭素質固体及び／又は炭素質含有固体の他に、一つ以上の炭素質物質が酸化域１１０に導入され得る。一つ以上の実施形態において、炭素質固体、炭素質含有固体及び／又は一つ以上の炭素質物質の他に、一つ以上の炭化水素が酸化域１１０に導入され得る。一つ以上の炭素質物質、炭化水素、炭素質固体、炭素質含有固体又はそれらのいずれかの組み合わせの燃焼がガス化域１１５に熱を提供し得て、管路１０２経由で導入されたスラリー化された炭素質混合物をガス化する。
【００１８】
スラリー化された混合物中の炭素含量は、約３０重量％、約４０重量％又は約５０重量％の低含量から約７５重量％、約８５重量％又は約９５重量％の高含量までの範囲であり得る。スラリー化された混合物中の水含量は、約５重量％、約１５重量％又は約２０重量％の低含量から約５０重量％、約６０重量％又は約７０重量％の高含量までの範囲であり得る。例えば、スラリー化された混合物は、約３０重量％の炭素質物質と約７０重量％の水、約５５重量％の炭素質物質と約４５重量％の水、約６２重量％の炭素質物質と約３８重量％の水、又は約７０重量％の炭素質物質と約３０重量％の水を含有し得る。一つ以上の実施形態において、スラリー化された混合物の水含量は一定であり得るか又は変わり得る。
【００１９】
ガス化器１００に導入される酸化剤及び水の種類及び量は、管路１３５経由で提供される合成ガス及びそれから製造される下流生成物の組成及び物理的特性に影響を与え得る。例えば、酸化剤として空気を用いた場合、約２モル％、約３．５モル％、約７モル％又は約９モル％の低含量から約１０モル％、約１２モル％、約１４モル％の又はそれより多い高含量までの範囲のＣＯ２含量を有する、管路１３５における合成ガスを提供し得る。管路１３５における合成ガスのＣＯ含量は、約２．５モル％、約５モル％又は約９モル％の低含量から約１０モル％、約１４モル％、約１８モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。管路１３５における合成ガスのＨ２含量は、約１１モル％、約１１．５モル％又は約１２モル％の低含量から約１２．５モル％、約１３モル％、約１４モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。管路１３５における合成ガスの水含量は、約１０モル％、約１２モル％又は約１４モル％の低含量から約１６モル％、約１８モル％又は約２０モル％の高含量までの範囲であり得る。管路１３５における合成ガスの窒素含量は、約０モル％、約３モル％又は約５モル％の低含量から約４０モル％、約４４モル％、約４８モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。一つ以上の実施形態において、酸化剤として空気を用いた場合、約２０モル％未満のＣＯ及び約８モル％より多いＣＯ２を含有する合成ガスを提供し得る。
【００２０】
一つ以上の実施形態において、酸化剤として酸素、又は本質的に窒素を含有しない酸化剤を用いた場合、約１５モル％、約１６．５モル％又は約１８モル％の低含量から約１８．５モル％、約２０モル％、約２２モル％の又はそれより多い高含量までの範囲のＣＯ２含量を有する、管路１３５における合成ガスを提供し得る。管路１３５における合成ガスのＣＯ含量は、約１６モル％、約１８モル％又は約２０モル％の低含量から約２５モル％、約２８モル％、約３０モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。管路１３５における合成ガスのＨ２含量は、約２０モル％、約２１モル％又は約２２モル％の低含量から約２４モル％、約２６モル％、約２８モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。管路１３５における合成ガスの水含量は、約２０モル％、約２２モル％又は約２４モル％の低含量から約２５モル％、約３０モル％、約３５モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。一つ以上の実施形態において、酸素、又は本質的に窒素を含有しない酸化剤を用いた場合、約４０モル％未満のＣＯ及び約１６モル％より多いＣＯ２を含有する合成ガスを提供し得る。
【００２１】
管路１０２における炭素質物質は、固体、液体、気体又はそれらの組み合わせのいずれかである一つ以上の炭素含有物質を含み得るが、それらに限定されない。一つ以上の炭素含有物質は、石炭、コークス、石油コークス、分解残渣、完全原油、原油、真空軽油、重質軽油、残滓、常圧塔底部物質、真空塔底部物質、蒸留物、パラフィン類、溶媒脱歴ユニットからの芳香族に富んだ物質、芳香族炭化水素、アスファルテン類、ナフテン類、オイルシェール類、オイルサンド類、タール類、ビチューメン類、ケローゲン、廃油、バイオマス（例えば植物及び／もしくは動物物質又は植物及び／もしくは動物由来物質）、低灰系もしくは無灰系ポリマー類、炭化水素系ポリマー物質、炭化水素蝋のような石油精製所及び石油化学プラントからの重質炭化水素スラッジ及び底部生成物、製造操作から誘導される副成物、カーペット、及び／又はバンパー及びダッシュボードを含むプラスチック自動車用部品／構成物のような廃棄された消費者製品、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、それらの誘導体、それらのブレンドのような再循環されたプラスチック類又はそれらのいずれかの組み合わせを含み得るが、それらに限定されない。従って、本方法は、以前に製造された物質の適切な処分に対する特命に適応させるのに有用である。
【００２２】
炭化水素系ポリマー物質には、例えば、ポリプロピレン類、ポリエチレン類、ポリスチレン類を含み、他のポリオレフィン類、ホモポリマー類、コポリマー類、ブロックコポリマー類及びそれらのブレンドを含む熱可塑性プラスチック類、エラストマー類、ゴム類；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブレンド類、他のポリオレフィン類、酸素を有する炭化水素重合体、それらの誘導体、それらのブレンド並びにそれらの組み合わせが含まれ得る。一つ以上の実施形態において、炭素質固体及び／又は炭素質含有固体の他に酸化域１１０に導入される炭素質物質及び／又は炭化水素は、管路１０２における炭素質物質に類似の物質であり得るか又はその物質を含み得る。
【００２３】
一つ以上の実施形態において、炭素質物質、例えば石炭、の湿分濃度に応じて、炭素質物質は、ガス化器１００への導入の前に乾燥され得る。炭素質物質は、一つ以上のボールミルのような微粉砕ユニットにより微粉砕され得て、加熱され得て、低減された量の湿分しか含有しない炭素質物質が提供される。例えば、炭素質物質は乾燥され得て、約５０％未満の湿分、約３０％未満の湿分、約２０％未満の湿分、約１５％未満の湿分又はそれより少ない湿分しか含有しない炭素質物質が提供され得る。炭素質物質は、気体、例えば窒素の存在下で加熱され得る。
【００２４】
管路１０４における水は、精製水、プロセス水、部分的に処理された水、汚れた水、他の精油所水、他の精油所排水、塩水又はそれらの混合物であることができる。管路１０４における水は、サワー水、黒水、スラッグ含有水、アンモニア含有水、塩化水素及び／又は他の酸を含有する水、水酸化ナトリウム及び／又は他の塩基を含有する水、化学的排水、精油所流出水、プロセス水、タール含有水又はそれらのいずれかの混合物のような、いずれかの適する排水を含み得る。一つ以上の実施形態において、水は、約５℃、約１０℃、約１５℃又は約２０℃の低温から約７０℃、約８０℃、約９０℃又は約１００℃の高温までの範囲の温度であることができる。一つ以上の実施形態において、水は約９０％液相、約９５％液相、約９９％液相又は約９９．９％液相であることができる。水は、約９０％液相〜約１００％液相、約９３％液相〜約９７％液相、又は約９６％液相〜約９９％液相の範囲であることができる。
【００２５】
管路１０８経由で導入される酸化剤には、空気、酸素、本質的に酸素、酸素富有化空気、酸素と空気との混合物、酸素と、窒素及びアルゴンのような不活性ガスとの混合物並びにそれらの組み合わせが含まれるが、それらに限定されない。本明細書で用いられているように、「本質的に酸素」という用語は、５１容量％以上の酸素を含有する酸素供給原料をいう。本明細書で用いられているように、「酸素富有化空気」という用語は、２１容量％以上の酸素を含有する空気をいう。酸素富有化空気は、例えば、空気の極低温蒸留、圧力スイング吸着、膜分離又はそれらのいずれかの組み合わせから得られ得る。一つ以上の実施形態において、管路１０８経由で導入される酸化剤は、窒素非含有であり得るか又は本質的に窒素非含有であり得る。「本質的に窒素非含有」は、管路１０８における酸化剤が、約５容量％未満の窒素、約４容量％未満の窒素、約３容量％未満の窒素、約２容量％未満の窒素又は約１容量％未満の窒素しか含有しないことを意味する。一つ以上の実施形態において、管路１０４経由の蒸気は、いずれかの適するタイプの蒸気、例えば低圧蒸気、中圧蒸気、高圧蒸気、過熱蒸気又は過熱高圧蒸気であることができる。
【００２６】
管路１０８経由で酸化域１１０に導入される酸化剤の量は、炭素質固体及び／又は炭素質含有固体中の炭素質物質の総量を酸化するのに要求される化学量論量の酸素の約１％〜約９０％の範囲であることができる。酸化域１１０内の酸素濃度は、酸化域１１０における炭素のモル濃度に基づく化学量論要求量の約１％、約３％、約５％又は約７％の低濃度から約３０％、約４０％、約５０％又は約６０％の高濃度までの範囲であることができる。酸化域１１０における酸素濃度は、酸化域１１０中の炭素のモル濃度に基づく化学量論要求量の約０．５％、約２％、約６％又は約１０％の低濃度から約６０％、約７０％、約８０％又は約９０％の高濃度までの範囲であることができる。
【００２７】
一つ以上の実施形態において、管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物は、約４００℃以上、約５５０℃以上、約７５０℃以上、約１，０００℃以上、約１，２５０℃以上、約１，４００℃以上又は約１，６５０℃以上の温度に加熱され得る。例えば、管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物は、約９００℃〜約１，０６５℃、約９３０℃〜約１，０３５℃、又は約９７０℃〜約１，０００℃の範囲の温度に加熱され得る。一つ以上の実施形態において、酸化域１１０経由で提供される燃焼ガス及び固体は、管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物をガス化するのに必要な熱のすべて又は一部を供給し得る。一つ以上の実施形態において、付加的な燃焼ガス、蒸気、加熱ガスの導入、外部から加えられた熱による加熱又はそれらのいずれかの組み合わせにより、付加的な熱がガス化域１１５に導入され得る。
【００２８】
一つ以上の実施形態において、酸化域１１０、ガス化域１１５、輸送管路１２０、分離器１３０及び再循環管路１４０を含み得るガス化器１００は、約１０１ｋＰａ、約３００ｋＰａ又は約６００ｋＰａの低圧から約２，５００ｋＰａ、約３，５００ｋＰａ、約４，５００ｋＰａの又はそれより高い圧力までの範囲の圧力において操作され得る。一つ以上の実施形態において、一つの域対他の域、例えば酸化域対ガス化域の圧力は同じであり得るか又は異なり得る。例えば、酸化域１１０は第一の圧力で操作され得て、ガス化域１１５は第二の圧力で操作され得て、第二の圧力は、第一の圧力より低く、第一の圧力と同じで又は第一の圧力より高くあり得る。
【００２９】
管路１０２経由でガス化域１１５に導入された炭素質物質の滞留時間は約１ミリ秒（ｍｓ）〜約１５秒（ｓ）の範囲であり得る。管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物の滞留時間は、約５０ｍｓ、約１００ｍｓ、約１５０ｍｓ又は約２００ｍｓの短時間から約１ｓ、約５ｓ、約１０ｓ又は約１２ｓの長時間までの範囲であり得る。管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物の滞留時間は制御され得るか又は酸化域１１０から更なる下流に炭素質物質を導入することにより調整され得る。例えば、酸化域１１０のすぐ下流に炭素質物質を導入することにより、輸送管路１２０に炭素質物質を導入する場合より長い滞留時間が与えられる。示されていないが、スラリー化された混合物の一部又はすべては、ガス化域１１５及び／又は輸送管路１２０内の一つ以上の位置において、例えば、ガス化域１１５の中央で導入され得る。スラリー化された混合物をガス化域１１５及び／又は輸送管路１２０内の二つ以上の位置で導入することは、管路１３５経由で提供された合成ガスを調整し得るか又は改変し得る。例えば、管路１０２経由のスラリー化された混合物の一部を輸送管路１２０に導入することは、より短い滞留時間を与え得て、そのことは炭素質物質の一部を蒸発し得るか又は分解し得て、Ｃ１から約Ｃ２０までの炭化水素の範囲の軽質炭化水素を含有し得る管路１３５における合成ガスを提供する。
【００３０】
一つ以上の実施形態において、管路１３５における分離された合成ガスの温度は、約４００℃、約５００℃、約６００℃又は約７００℃の低温から約１，２００℃、約１，５００℃、約１，６００℃又は約１，６５０℃の高温までの範囲であることができる。管路１３５における合成ガスの圧力は、約１０１ｋＰａ、約２００ｋＰａ又は約３００ｋＰａの低圧から約６，９７５ｋＰａ、約８，３５０ｋＰａ又は約１０，４００ｋＰａの高圧までの範囲であることができる。
【００３１】
一つ以上の実施形態において、固体は、アルミナ、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、ハフニア、シリカ又はそれらの混合物のような耐火性酸化物；稀土類がいずれかの希土類金属（例えば、ランタン又はイットリウム）であり得る稀土類改質耐火性金属酸化物；アルカリ土類金属改質耐火性酸化物；灰；それらの誘導体；又はそれらの混合物であることができるが、それらに限定されない。固体は、反応条件において実質的に安定な表面積、例えば操作条件、例えば温度及び圧力において実質的に反応性でない表面積を有する物質として分類され得る。
【００３２】
示されていないが、管路１４０における炭素質含有固体は、ストリッピングされ得て、連行された揮発性炭化水素を除去する。例えば、炭素質含有固体は、蒸気ストリッピング、熱ストリッピングされ得るか又は他の適する方法を用いてストリッピングされ得て、いずれかの連行された揮発性炭化水素の少なくとも一部が除去される。連行された揮発性炭化水素には、例えばＣ１〜Ｃ１２炭化水素が含まれ得る。
【００３３】
一つ以上の実施形態において、一つ以上のガス化器１００には、一つ以上の炭素質物質のガス化に適する、本技術において公知のいずれかのガス化器が含まれ得る。先に記載した酸化域１１０及びガス化域１１５の他に、ガス化器１００には、酸化域とガス化域との間に配置された中間還元域が含まれ得る。一つ以上の実施形態において、ガス化器１００には、上向き通風、下向き通風、向流、並流、横向き通風、流動床、ダブル点火された（ｄｏｕｂｌｅ−ｆｉｒｅｄ）、輸送（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）、噴流床及び溶融浴（ｍｏｌｔｅｎ−ｂａｔｈ）タイプガス化器を含むがそれらに限定されない一つ以上のタイプのガス化器が含まれ得る。一つ以上の実施形態において、ガス化器１００は、プラグ流れ、迅速混合マルチポート供給原料注入、冷却壁、加熱壁又はガス化効率を高めるための技術の組み合わせを含むがそれらに限定されない一つ以上の効率改良特徴を組み入れ得る。
【００３４】
一つ以上の実施形態において、一つ以上の分離器１３０には、約１０，０００ｐｐｍｗ未満、約１，０００ｐｐｍｗ未満、約５００ｐｐｍｗ未満、約２５０ｐｐｍｗ未満、約１００ｐｐｍｗ未満、約５０ｐｐｍｗ未満、約１０ｐｐｍｗ未満、約１ｐｐｍｗ未満又は約０．１ｐｐｍｗ未満の出口微粒状物質濃度を提供することができるいずれかのシステム、装置、又はシステム及び／もしくは装置の組み合わせが含まれ得る。一つ以上の実施形態において、一つ以上の分離器１３０には、直列で、並列で又はそれらの組み合わせで配置された一つ以上のサイクロン式及び／又は重力式の分離器が含まれ得る。一つ以上の実施形態において、一つ以上の分離器１３０には、一つ以上の高処理量、低効率及び／又は高効率のサイクロン式分離器が含まれ得る。一つ以上の実施形態において、分離器１３０には、一つ以上の微粒状物質制御装置類（ＰＣＤｓ）が含まれ得る。例示的なＰＣＤｓには、静電沈殿器類、焼結金属フィルター類、金属キャンドルフィルター類及び／又はセラミックキャンドルフィルター類［例えば、鉄アルミニド（ｉｒｏｎ ａｌｕｍｉｎｉｄｅ）濾過物質］が含まれ得るが、それらに限定されない。
【００３５】
管路１３５における合成ガスは、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約２，７９４ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約３，７２６ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約４，０９８ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約５，５１６ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約６，７０７ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約７，４５２ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約９，３１５ｋＪ／ｍ３又は約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約１０，２４６ｋＪ／ｍ３の、熱損失及び希釈効果に対して補正を行った燃焼熱を有し得る。
【００３６】
図２は、一つ以上の実施形態による、炭素質物質をガス化するための例示的なガス化器システム２００を表す。一つ以上の実施形態において、ガス化器システム２００は、混合器２０５及び空気分離ユニット（ＡＳＵ）２１０を含み得る。ガス化器システム２００は又、図１に関して先に論じ、記載したのと同じか又は類似であり得る、酸化域１１０、ガス化域１１５、輸送管路１２０及び分離器１３０を含み得るガス化器を含み得る。一つ以上の実施形態において、管路２０２経由で導入された炭素質物質及び管路１０４経由で導入された水は混合され得るか、又は混合器２０５内で混合され得て、管路１０２におけるスラリー化された混合物を提供する。管路２０２における炭素質物質及び水は、図１に関して先に論じ、記載した通りであり得る。
【００３７】
混合器２０５は、炭素質物質と水のバッチ混合、間欠的混合、種々の混合速度及び／又は連続的混合に適する、いずれかの装置、システム、又はシステム及び／又は装置の組み合わせであることができる。一つ以上の実施形態において、スラリーを安定化させ固体の沈降を防ぐために添加剤が混合物に添加される。混合器２０５は、非混和性の流体を均質化することが可能であり得る。例示的な混合器２０５には、エゼクター類、インライン静的混合器類、インライン機械的／電力混合器類、ホモジナイザー又はそれらの組み合わせが含まれ得るが、それらに限定されない。
【００３８】
混合器２０５は、約５℃、約１５℃又は約２０℃の低温から約１００℃、約１２５℃又は約１５０℃の高温までの範囲の温度で操作され得る。混合器２０５は、ガス化域１１５の圧力より低い、その圧力と等しい又はそれより高い圧力で操作され得る。一つ以上の実施形態において、混合器２０５は、約１０１ｋＰａ、約３００ｋＰａ又は約６００ｋＰａの低圧から約２，５００ｋＰａ、約３，５００ｋＰａ、約４，５００ｋＰａ又はそれより高い高圧までの範囲の圧力で操作され得る。
【００３９】
一つ以上の実施形態において、ＡＳＵ２１０からの酸素は、管路１０８経由で酸化域１１０に供給され得る。ＡＳＵ２１０は、管路１０８経由で、窒素非含有の又は本質的に窒素を含有しない酸素に富んだ酸化剤を酸化域１１０に供給し得て、それにより、そのシステムにおける窒素濃度を最小にする。窒素非含有の又は本質的に窒素を含有しない酸化剤の使用により、ガス化器１００が、本質的に窒素を含有しない、例えば、約５モル％未満、約４モル％未満、約３モル％未満、約２モル％未満、約１モル％未満、又はそれより少ない窒素／アルゴンしか含有しない管路１３５経由の合成ガスを提供することが可能になる。一つ以上の実施形態において、ＡＳＵ２１０は、管路２０７経由で空気を補充し得る高圧で極低温タイプの分離器であることができる。分離された窒素は、管路２１２経由でＡＳＵ２１０から除去され得る。示されていないが、分離された窒素は、下記に詳細に説明されるように、炭素質物質を乾燥するのに使用され得るか、燃焼タービンに添加され得るか又は有用品として用いられ得る。
【００４０】
図３は、一つ以上の実施形態による例示的なガス化システム３００を表す。ガス化システム３００は、図１又は図２に関して先に論じ、記載したガス化器１００及び／又は２００と同じであり得るか又は類似であり得る一つ以上のガス化器３００を含み得る。ガス化システム３００は、熱交換器３１０、微粒状物質除去システム３１５及びガス精製システム３２５を更に含み得て、管路３２９経由で合成ガスを提供する。一つ以上の実施形態において、ガス化システム３００は、ＣＯ２シフト及び／又は回収（転化器）システム３３０を含み得て、管路３２９における合成ガス中のＣＯの少なくとも一部を転化する。一つ以上の実施形態において、ガス化システム３００は又、ガス転化器システム３４０を含み得て、一つ以上のフィッシャー・トロプシュ生成物類、化学物質類、供給原料類、メタン（合成天然ガスすなわちＳＮＧ）、アンモニア、メタノール、それらの誘導体及びそれらの組み合わせを製造する。一つ以上の実施形態において、ガス化システム３００は又、Ｈ２分離器３５０、燃料電池３６０、燃焼器３６５、ガスタービン３７０、蒸気タービン３９０、熱回収システム３８０及び発電機（２つ、３７５、３９５が示されている）を含み得て、燃料、動力、蒸気及び／又はエネルギーを産生する。
【００４１】
管路１３５における合成ガスは、図１及び図２に関して先に論じ、記載した通りであり得る。合成ガスは熱交換器３１０に導入され得て、管路３１１における冷却された合成ガスを提供する。合成ガスからの熱は、管路３０９経由で導入される、ボイラー供給水のような熱伝達媒体に直接又は間接的に伝達され得る。蒸気又はいずれかの他の適する加熱された熱伝達媒体は、管路３１３経由で回収され得る。微粒状物質除去システム３１５経由で、管路３１１における冷却された合成ガスから微粒状物質が部分的に又は完全に除去され得て、管路３１７経由で、分離された微粒状物質及び管路３１９経由で微粒状物質がほとんどない合成ガスが供給され得る。示されていないが、管路３１３経由の蒸気は管路１０６経由で、ガス化器３０５、熱回収システム３８０、蒸気タービン３９０、他のプロセス装置又はそれらの組み合わせに導入され得る。
【００４２】
示されていないが、一つ以上の実施形態において、一つ以上の微粒状物質除去システム３１５が任意に用いられ得て、冷却の前に管路１３５における合成ガスから微粒状物質を部分的に又は完全に除去する。例えば、管路１３５経由の合成ガスは、熱風微粒状物質除去（例えば約５５０℃〜約１，０５０℃の）をもたらす微粒状物質除去システム３１５に直接導入され得る。示されていないが、一つ以上の実施形態において、例えば一つの微粒状物質除去システム３１５が熱交換器３１０の上流にあり得て、一つの微粒状物質除去システム３１５が熱交換器３１０の下流にあり得る、２つの微粒状物質除去システム３１５が用いられ得る。
【００４３】
一つ以上の微粒状物質除去システム３１５は、従来の遊離器（ｄｉｓｅｎｇａｇｅｒ）及び／又はサイクロンのような一つ以上の分離装置を含み得る（示されていない）。約０．１ｐｐｍｗの検出可能限度より低い出口微粒状物質濃度を提供することができる微粒状物質制御装置（ＰＣＤ）も用いられ得る。例示的なＰＣＤ類には、沈降金属フィルター、金属キャンドルフィルター類及び／又はセラミックキャンドルフィルター類［例えば、鉄アルミニド（ｉｒｏｎ ａｌｕｍｉｎｉｄｅ）フィルター物質］が含まれ得るが、それらに限定されない。
【００４４】
管路３１７経由の固体微粒状物質は、システムからパージされ得るか又はガス化器３０５に再循環され得る（示されていない）。示されていないが、管路３１９における分離された合成ガスは、一つ以上の熱交換器を用いて更に冷却され得る。管路３１９における合成ガスは、約１５０℃〜約３００℃のような約３５０℃以下の温度を有し得る。
【００４５】
管路３１９における冷却された分離された合成ガスは、一つ以上のガス精製システム３２５内で処理され得て、管路３２７経由の排ガスを与える汚染物質及び管路３２９経由の処理された合成ガスを取り出す。一つ以上のガス精製システム３２５は、管路３２９における処理された合成ガスから硫黄及び／又は硫黄含有化合物を除去するのに適するいずれかのシステム、装置又はシステム類及び／又は装置類の組み合わせを含み得る。例示的な触媒によるガス精製システム３２５には、チタン酸亜鉛、亜鉛フェライト、酸化錫、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化銅、酸化セリウム又はそれらの混合物を用いるシステムが含まれ得るが、それらに限定されない。例示的なプロセス系ガス精製システム３２５には、Ｓｅｌｅｘｏｌ（商標）法、Ｒｅｃｔｉｓｏｌ（登録商標）法、ＣｒｙｓｔａＳｕｌｆ（登録商標）法及びＳｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）ガス処理法が含まれ得るが、それらに限定されない。
【００４６】
メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）のような一つ以上のアミン溶媒が用いられ得て、管路３１９における合成ガスからいずれかの酸ガスを除去する。Ｓｅｌｅｘｏｌ（商標）（ポリエチレングリコールのジメチルエーテル）又はＲｅｃｔｉｓｏｌ（登録商標）（冷メタノール）のような物理的溶媒も用いられ得る。管路３１９における合成ガスが、硫化カルボニル（ＣＯＳ）を含有する場合、硫化カルボニルは、触媒上の水との反応による加水分解により硫化水素（Ｈ２Ｓ）に転化され得て、次に、先に記載した方法を用いて吸収され得る。管路３１９における合成ガスが水銀を含有する場合、水銀は、硫黄含浸活性化炭素の床を用いて除去され得る。
【００４７】
コバルト−モリブデン（Ｃｏ−Ｍｏ）触媒が一つ以上の精製ユニット３２５に組み入れられ得て、合成ガスのサワーシフト転化を行う。Ｃｏ−Ｍｏ触媒は、約２９０℃の温度において、約１００ｐｐｍｗのＨ２ＳのようなＨ２Ｓの存在下で操作し得る。Ｃｏ−Ｍｏ触媒が用いられサワーシフトを行う場合、続く下流での硫黄除去は、先に記載した硫黄除去法及び／又は技術のいずれかを用いて行われ得る。
【００４８】
一つ以上の実施形態において、管路３１９における処理された合成ガスのすべて又は一部は、一つ以上の転下器３３０に導入され得て、ＣＯをＣＯ２に転化することにより合成ガスのＨ２対ＣＯ比（Ｈ２：ＣＯ）を調整する。転下器３３０は又、ＣＯ２回収ユニットを含み得て、転化された合成ガスからＣＯ２の少なくとも一部を分離する。管路３２９経由で導入される合成ガス中及び／又は転化された合成ガス中に存在するＣＯ２は、管路３３３経由で転化器３３０から分離され得て及び／又は回収され得て、予め決められたＨ２：ＣＯ比を有する、管路３３１経由の合成ガスを提供する。望ましいＨ２：ＣＯ比は、アンモニア、メタノールの合成及び／又はフィッシャー・トロプシュ合成、燃料電池、動力産生等のような更に下流の処理工程及び／又は使用に依存する。
【００４９】
一つ以上のシフト転化器内で、水性ガスシフト反応により、管路３２９経由で導入された処理された合成ガス中のＣＯの少なくとも一部が、触媒の存在下で及び／又は高温において、水と反応され得て、Ｈ２及びＣＯ２を製造し得る。一つ以上のシフト転化器には、単一段階断熱固定床反応器；段間冷却、蒸気発生又は急冷反応器を有する複数段階断熱固定床反応器；蒸気発生又は冷却を有する管形固定床反応器；流動床反応器又はそれらのいずれかの組み合わせが含まれ得るが、それらに限定されない。収着増大水性ガスシフト（ＳＥＷＧＳ）プロセス、シフト触媒及び高温（およそ４７５℃）ＣＯ２吸着剤で充填された複数の固定床反応器を有する圧力スイング吸着ユニットの使用が用いられ得る。種々のシフト触媒が用いられ得る。転化器３３０は又、ＣＯ分離器を含み得て、管路３２９における合成ガスからＣＯの少なくとも一部を分離する。分離されたＣＯは、酢酸、ホスゲン／イソシアネート類、ギ酸及びプロピオン酸のような化学物質の製造に用いられ得る。
【００５０】
転化器３３０は、直列、並列又はそれらの組み合わせで配列された一つ以上の転化器を含み得る。例えば、第一転化器（高温）は約３００℃〜約５３０℃の高温で操作され得て、触媒を用いて比較的高い反応速度で、管路３２９経由で導入された処理された合成ガス中に存在するＣＯの大部分をＣＯ２に転化する。触媒には、酸化鉄、亜鉛フェライト、マグネタイト、酸化クロム、それらの誘導体又はそれらのいずれかの組み合わせが含まれ得るが、それらに限定されない。第二反応器（低温）は約１５０℃〜約３００℃の比較的低温で操作され得て、酸化銅と酸化亜鉛との混合物を用いて残存するＣＯの少なくとも一部をＣＯ２に転化する。第二反応器では、銅、亜鉛、銅で促進されたクロム、それらの誘導体又はそれらのいずれかの組み合わせを含むがそれらに限定されない触媒が使用され得る。第一転化器の温度と第二転化器の温度との間の温度範囲で操作する第三転化器が、高温転化器、低温転化器、両転化器に替わり得るか又は２つの転化器に加えられ得る。中温転化器は、約２５０℃〜約３５０℃の温度で操作され得る。中温転化器中に配置される触媒には、酸化鉄、酸化クロム、それらの誘導体又はそれらのいずれかの組み合わせが含まれ得るが、それらに限定されない。示されていないが、一つ以上の実施形態において、転化器３３０は精製器３２５の上流であり得る。
【００５１】
ＣＯ２回収ユニットでは、プロピレンカーボネート、他のアルキルカーボネート、２〜１２のグリコール単位のポリエチレングリコールのジメチルエーテル［Ｓｅｌｅｘｏｌ（商標）法］、ｎ−メチルピロリドン、スルホラン、Ｓｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）ガス処理法、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、炭酸カリウム、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、ジグリコールアミン（ＤＧＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、疎水性ゼオライト、それらの誘導体、それらの混合物、又はそれらのいずれかの組み合わせを使用し得て、合成ガスからＣＯ２の少なくとも一部を分離する。
【００５２】
一つ以上の実施形態において、管路３３３経由で回収されたＣＯ２は燃料回収工程において用いられ得て、油及びガスの回収を増大させる。例示的な油回収工程において、ＣＯ２は「残」油（“ｓｔｒａｎｄｅｄ” ｏｉｌ）が存在する現存する油井の下の領域に注入され、フラッシされ得る。次に、原油とともに取り出された水及びＣＯ２は、分離され、再循環され得る。類似の方法において、ＣＯ２は、現存するガス井の下の領域に注入されフラッシされ得て、天然ガスの産生を増大する。
【００５３】
一つ以上の実施形態において、管路３３３経由で回収されたＣＯ２は一時的に又は永久的に捕捉及び貯蔵され得て、大気中に放出されるＣＯ２の量を低減又は除去する。一つ以上の実施形態において、管路３３３におけるＣＯ２は、枯渇した油田及び／又はガス田、塩類層、採掘できない石炭層、塩類埋積玄武岩層等のような地下地質層に注入され得る。一つ以上の実施形態において、管路３３３におけるＣＯ２は、船、パイプライン又は他の適する方法により、１，０００ｍ又はそれより深い深さにおける水柱に注入され得て、続いてＣＯ２は水に溶解され得る。一つ以上の実施形態において、管路３３３におけるＣＯ２は、船、パイプライン又は他の適する方法により、ＣＯ２が水より濃密である、３，０００ｍより深い深さにおける水塊の床、例えば海底の上に注入され得て、ＣＯ２を含有し得るＣＯ２の層を形成し得るか、又はＣＯ２の環境への溶解を少なくとも遅延し得る。一つ以上の実施形態において、管路３３３におけるＣＯ２は、ＣＯ２を金属酸化物と反応させることにより水和物に転化され得て、石灰石を用いてバイカーボネートのようなカーボネート、又は安定なカーボネートを製造する。
【００５４】
一つ以上の実施形態において、管路３３３経由で回収されるＣＯ２は、光合成に付され得て、制御された環境下でバクテリア又は微小藻類のような生物有機体を用いてＣＯ２を固定する。生物有機体は、光合成の天然プロセスを用い得て、光、熱及びＣＯ２を、炭水化物、Ｈ２及び酸素のような有用な生成物に転化し得る。
【００５５】
一つ以上の実施形態において、管路３３１における処理された合成ガスの少なくとも一部は、管路３３９経由で回収され得て、物資として販売される。一つ以上の実施形態において、管路３３１経由の転化された合成ガスの少なくとも一部は、ガス転化器３４０に導入され得て、一つ以上の生成物を製造する。例えば、ガス転化器３４０には、精油所／石油化学供給原料、輸送機関燃料、合成原油、液体燃料、潤滑油、α−オレフィン類、蝋等が含まれ得るが、それらに限定されない一つ以上のフィッシャー・トロプシュ（Ｆ−Ｔ）生成物を提供するためにフィッシャー・トロプシュ合成ユニットが含まれ得るが、それらに限定されない。その反応は、いずれかのタイプの反応器、例えば固定床、移動床、流動床、スラリー気泡床等において、銅、ルテニウム、鉄又はコバルト系触媒又はそれらの組み合わせを用いて、反応器の構成によって約１９０℃〜約４５０℃の範囲を有する条件下で行われ得る。他の反応及び触媒についての詳細は、米国特許出願第２００５０２８４７９７号、米国特許第５，６２１，１５５号、米国特許第６，６８２，７１１号、米国特許第６，３３１，５７５号、米国特許第６，３１３，０６２号、米国特許第６，２８４，８０７号、米国特許第６，１３６，８６８号、米国特許第４，５６８，６６３号、米国特許第４，６６３，３０５号、米国特許第５，３４８，９８２号、特許第６，３１９，９６０号、米国特許第６，１２４，３６７号、米国特許第６，０８７，４０５号、米国特許第５，９４５，４５９号、米国特許第４，９９２，４０６号、米国特許第６，１１７，８１４号、米国特許第５，５４５，６７４号及び米国特許第６，３００，２６８号に見出され得る。
【００５６】
Ｆ−Ｔ生成物は、更に化学的に反応させ、種々の生成物に品質を向上させるために、精油所現場に船で輸送し得る液体であることができる。特定の生成物、例えば、Ｃ４〜Ｃ５炭化水素は、高品質のパラフィン溶媒であり得て、望まれる場合には、水素添加処理され得て、オレフィン不純物を除去する、又は水素添加処理せずに用いられ得て広範囲の蝋生成物を製造する。Ｃ１６及びより高級の化合物を含む炭化水素は、種々の水素添加転化反応、例えば水素添加分解、水素添加異性化、接触脱蝋、イソ脱蝋（ｉｓｏｄｅｗａｘｉｎｇ）又はそれらの組み合わせにより品質が向上され得て、中間蒸留物、ディーゼル燃料、ジェット燃料、イソパラフィン系溶媒、潤滑油、掘穿泥水中での使用に適する掘削油、工業銘柄及び医薬銘柄の白油、化学的原料物質及び種々の特殊生成物が製造され得る。
【００５７】
一つ以上のガス転化器３４０の少なくとも一つは、一つ以上のスラリー気泡塔反応器を含み得て、一つ以上のＦ−Ｔ生成物を製造する。スラリー気泡塔反応器は、約０．０１〜約１の範囲のＲｅ：Ｃｏ重量比を有し、約２重量％〜約５０重量％のコバルトを含有する、レニウムで促進され、チタニア上に担持されたコバルト触媒を用いて、２２５℃より低い温度で真空から約４，１４０ｋＰａまで、又は約１，７２０ｋＰａから約２，４１０ｋＰａまでにおいて操作できる。スラリー気泡塔反応器内の触媒には、触媒銅又は鉄族金属の塩、ポリオール、多価アルコール及び任意にレニウム化合物又は塩で含浸されたチタニア支持体が含まれるが、それらに限定されない。ポリオール又は多価アルコールの例には、グリコール、グリセロール、デリトリトール（ｄｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ）、トレイトール、リビトール、アラビニトール、キシリトール、アリトール、ダルシトール、グルシトール、ソルビトール及びマンニトールが含まれる。濃厚塩水溶液としての触媒金属、銅又は鉄族金属、例えば硝酸コバルト又は酢酸コバルトは、前記溶液において１５重量％のコバルトを得るために水の量を調整し、及び、任意に初期湿潤度技術を用いて任意に噴霧乾燥され焼成されたルチル又はアナターゼチタニア支持体上に触媒を含浸しながら、ポリオール及び任意に過レニウム酸と混合され得る。その方法はレニウム促進剤に対する必要性を低減させる。他の詳細は、米国特許第５，０７５，２６９号及び米国特許第６，３３１，５７５号に見出され得る。
【００５８】
一つ以上の実施形態において、少なくとも一つ以上のガス転化器３４０の少なくとも一つが用いられ得て、ＳＮＧ、メタノール、ギ酸アルキル、ジメチルエーテル、アンモニア、無水酢酸、酢酸、酢酸メチル、酢酸エステル、酢酸ビニル及びポリマー類、ケテン類、ホルムアルデヒド、ジメチルエーテル、オレフィン類、尿素、それらの誘導体並びに／又はそれらの組み合わせを製造する。メタノール製造のためには、例えば液相メタノール法（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）（［ＬＰＭＥＯＨ（商標）］）が用いられ得る。その方法において、スラリー気泡塔反応器、及び良好な触媒活性を維持しながら、オフピークの間、実質的な長さの時間、空転させながら、反応の熱を保存し得る不活性炭化水素油反応媒体中の触媒を用いて、管路４１２における合成ガス中のＣＯをメタノールに直接転化し得る。他の詳細は、米国特許出願第１１／３１１，７６６号及び先に発表されたＨｅｙｄｏｒｎ，Ｅ．Ｃ．、Ｓｔｒｅｅｔ，Ｂ．Ｔ．及びＫｏｒｎｏｓｋｙ．Ｒ．Ｍ．による“Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｍｅｔｈａｎｏｌ ［ＬＰＭＥＯＨ（商標）］ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ”（１９９８年、１０月４−７日にサンフランシスコにおけるＧａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｕｎｃｉｌ Ｍｅｅｔｉｎｇで発表された）に見出され得る。メタノールを製造するために気相プロセスも用いられ得る。例えば、銅系触媒を用いる公知の方法、インペリアル・ケミカル・インダストリーズ法、ルアージ（Ｌｕｒｇｉ）法及び三菱法が用いられ得る。
【００５９】
アンモニア製造のためには、ＬｅＢａｎｃらによる“Ａｍｍｏｎｉａ”［Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２巻、３版（１９７８年）、４９４−５００頁］に記載されたハーバー・ボッシュ法を操作するように一つ以上のガス転化器３４０の少なくとも一つが適合され得る。例えばギ酸メチルのようなギ酸アルキル製造のためには、アルカリ触媒、又はアルカリもしくはアルカリ土類金属メトキシド触媒の存在下で液相又は気相においてＣＯ及びメタノールが反応されるいくつかの方法のいずれかが用いられ得る。他の詳細は、米国特許第３，７１６，６１９号、米国特許第３，８１６，５１３号及び米国特許第４，２１６，３３９号に見出され得る。
【００６０】
示されていないが、一つ以上の実施形態において、管路３４３経由の転化された合成ガスの少なくとも一部は、販売され得るか又は更に下流のプロセスを用いて品質が向上され得る。一つ以上の実施形態において、管路３３１における処理された合成ガスの少なくとも一部は、先に記載した一つ以上のガス転化器３４０を迂回し得て、管路３４７経由でＨ２分離器３５０に直接供給され得る。
【００６１】
一つ以上のＨ２分離器３５０は、合成ガスからＨ２を選択的に分離するのに適するいずれかのシステム、装置又はシステム類及び／又は装置類の組み合わせを含み得て、管路３５３経由で一つ以上の精製されたＨ２生成物及び管路３５１経由で一つ以上の排水を提供する。例えば、Ｈ２分離器３５０は、圧力スイング吸収、極低温蒸留及び半透膜を用い得る。適する吸収剤には、苛性ソーダ、炭酸カリウム又は他の無機塩基及び／又はアルカノールアミン類が含まれ得る。
【００６２】
一つ以上の実施形態において、例えば転化器システム３３０においてＣＯ２除去システムは存在しない場合、転化器３３０経由で、ＣＯ２を含む管路３３１経由の合成ガスが提供され得る。管路３３１における合成ガス中にＣＯ２が残存する場合、Ｈ２分離器３５０により、転化された合成ガスからＣＯ２の少なくとも一部を分離することができ、管路３５１経由でＣＯ２及び管路３５３経由でＨ２生成物を提供し得る。管路３５１経由のＣＯ２は、ＣＯ、アルゴン、窒素、及びＨ２分離器３５０においてＣＯ２とともにもしくはＣＯ２の不存在下で合成ガスから分離され得る他の成分を含有し得る。
【００６３】
一つ以上の実施形態において、管路３５３経由のＨ２生成物の全て又は一部は一つ以上の燃料電池３６０を供給するために用いられ得て、及び／又は一つ以上の燃焼器３６５における燃料として用いられる前に、全て又は一部は管路３３１における処理された合成ガスと混合され得る。示されていないが、管路３５３におけるＨ２生成物は回収され得て、水素添加脱アルキル化、水素添加脱硫、水素添加分解、Ｈ２化及び他の水素添加プロセスにおいて他の炭化水素の品質を向上させるような他のプロセスのために並びに金属鉱石のための還元剤として、原子水素溶接、冷却液及び他の使用に用いられ得る。
【００６４】
一つ以上の実施形態において、管路３３１における転化された合成ガス及び／又は管路３５３におけるＨ２のすべて又は一部は一つ以上の燃焼器３６５において燃焼され得て、管路３６７経由の高圧／高温の排ガスを与え得る。管路３６３経由の空気又は他の適する酸化剤は一つ以上の燃焼器３６５に導入され得る。管路３６７経由で排ガスが一つ以上のガスタービン３７０に導入され得て管路３７３経由の排ガス、及び一つ以上の発電機３７５を駆動させるための機械軸動力を提供する。管路３７３経由の排ガスは熱回収システム３８０に導入され得て、管路１０６経由の蒸気を提供する。
【００６５】
熱回収システム３８０は、閉ループ加熱システム、例えば、管路３７３経由で導入された排ガスと管路３９７経由で導入されたボイラー供給水及び／又は蒸気との間の熱を交換し、管路１０６経由の蒸気を産生することができる廃熱ボイラー、多管熱交換器等であることができる。熱回収システム３８０は、補充燃料なしに管路１０６経由の１０，３５０ｋＰａ以下及び５５０℃以下の過熱／再加熱蒸気を提供し得る。
【００６６】
一つ以上の実施形態において、管路１０６経由の蒸気の少なくとも一部は、蒸気タービン３９０に導入され得て、機械軸動力を与え、一つ以上の発電機３９５を駆動させる。一つ以上の実施形態において、管路１０６経由の蒸気の少なくとも一部は、ガス化器１００及び／又は他の補助的プロセス装置（示されていない）に導入され得る。蒸気タービン３９０からの、より低い圧力の蒸気は、管路３９７経由で一つ以上の熱回収システム３８０に再循環され得る。管路１０６経由の蒸気は、一つ以上の蒸気タービン３９０、熱回収システム３８０、ガス化器１００又はそれらのいずれかの組み合わせに導入され得る。管路３９７における蒸気からの残余の熱は、凝縮システムに排除され得るか又はその地方の蒸気消費業者に販売され得る（示されていない）。
【００６７】
図４は一つ以上の実施形態による他の例示的なガス化システム４００を表す。一つ以上の実施形態において、ガス化システム４００は、一つ以上の統合された燃焼タービン４１０を含み得て、更に効率を高める。一つ以上の実施形態において、ガス化システム４００はＡＳＵ４２５を含み得て、管路１０８経由で酸素富有化酸化剤をガス化器１００に供給する。ガス化器１００、熱交換器３１０、微粒子除去システム３１５、ガス精製システム３２５、転化器システム３３０、ガス転化器３４０、Ｈ２分離器３５０、蒸気タービン３９０、熱回収システム３８０、発電機３７５、３９５及び空気分離ユニット４２５は、図１〜３に関して先に論じ、記載したのと同じか又は類似であり得る。
【００６８】
一つ以上の実施形態において、管路３３１経由の合成ガスの少なくとも一部及び／又は管路３５３経由のＨ２の少なくとも一部は一つ以上の燃焼タービン４１０用の燃料として用いられ得る。燃焼タービン４１０は、軸動力を産生し得て、高温の排ガス、及び一つ以上の発電機３７５を駆動する。管路３７３経由の燃焼タービン排ガスからの熱（一般的に約６００℃）は、熱回収システム３８０を用いて回収され得て、蒸気タービン３９０、ガス化器１００及び／又は他のプロセスにおける後の使用のために管路１０６経由の蒸気を発生させる。
【００６９】
管路４０２経由の周囲空気は、燃焼タービン４１０を用いて圧縮され得て、管路４１２経由の圧縮された空気が直接、ガス化器１００及び／又はＡＳＵ４２５に提供され得る。ＡＳＵ４２５内で分離された窒素はパージされ得て及び／又は管路４２７経由で一つ以上の燃焼タービン４１０にもどされ得て、燃焼タービンにおける燃焼温度を低下させることにより窒素酸化物放出を低減させる。窒素は、燃焼熱を有しない希釈剤、すなわち熱シンクとして作用する。燃焼タービン４１０に入る管路３３１経由の合成ガスは水で飽和され得て、窒素酸化物製造を更に最小にする（示されていない）。
【００７０】
ＡＳＵ４２５からの純粋な酸素、ほとんど純粋な酸素、本質的に酸素及び／又は酸素富有化空気は管路１０８経由でガス器１００に供給され得る。ＡＳＵ４２５は、窒素がほとんどなく酸素に富んだ供給原料を管路１０８経由でガス化器３０５に提供し得て、それにより管路１３５経由で提供される合成ガス中の窒素濃度を最小にし得る。純粋な又はほとんど純粋な酸素供給原料の使用により、本質的に窒素非含有であり得る、管路１３５経由の合成ガスをガス化器３０５が製造させることが可能になる。ＡＳＵ４２５は、図２に関して先に論じ、記載したＡＳＵと同じか又は類似であり得る。ＡＳＵ４２５は、高圧の極低温タイプの分離器であり得る。空気は管路４１６経由でＡＳＵ４２５に導入され得る。ＡＳＵ４２５から管路４２７経由で分離された窒素は燃焼タービン４１０に添加され得るか又は有用品として使用され得る。ＡＳＵ４２５は、管路１０８経由でガス化器３０５に供給された総酸化剤の約１０％、約３０％、約５０％、約７０％、約９０％又は約１００％を提供し得る。
【実施例】
【００７１】
以下に、実施例を示す。
【００７２】
本発明の実施形態を、以下のシミュレーションされた実施例で更に記載し得る。表１は、種々の供給原料：乾燥供給原料、すなわち、炭素質物質に水が添加されていない、水でスラリー化した５５重量％の、６２重量％の及び７０重量％の炭素質物質（水が混合物の残分である）についての基本的なプロセス条件をまとめている。表２及び表３は、図１〜４で先に記載した一つ以上の実施形態により、酸化剤として空気（表２）及び酸化剤として酸素（表３）を用いる非スラリー化プロセスと比較した、水含量が増加するにつれてのＣＯ２における増加及びＣＯにおける低減を示している。
【表１】
【００７３】
表１に示されているように、ガス化器の温度は９８２℃に維持され、圧力は３，６００ｋＰａに維持されている。混合物に添加された水の量が増加するにつれ、より多量の、示されているように空気である酸化剤が、例えば、図１において示されている管路１０８経由でガス化器１００に導入されることが必要である。スラリー化された混合物をガス化するために必要な付加的な熱を提供するために、付加的な酸化剤が必要である。例えば、図１での熱交換器３１０において発生し得る付加的な高圧蒸気は、３０重量％の水混合物では２２％増大し、３８重量％の水混合物では３２％増大し、４５重量％の水混合物では４３％増大する。前記発生する付加的な蒸気は付加的な動力を発生させるために用いられ得る。例えば、その蒸気は、管路３１３経由で蒸気タービン３９０に導入され得て、現場又は現場外で、発電機３９５経由で電力又は他の適する使用を提供する。
【表２】
【００７４】
表２に示されているように、炭素質物質に水が添加されていない乾燥炭素質物質は、酸化剤として空気を用いて、約７モル％のＣＯ２及び約２２モル％のＣＯを含有する、ガス化器出口における合成ガスを提供する。約３０重量％の水を含有するスラリー化された混合物では、ガス化器出口における合成ガス中のＣＯ２含量は約１０モル％に増加し、ＣＯは約１５モル％に低減する。より多くの、例えば、３８重量％及び４５重量％の水の添加により、それぞれ約１１％のＣＯ２及び約１２．５％のＣＯ並びに約１０％のＣＯ及び約１１．５％のＣＯ２を含有する合成ガスが製造される。ガス化器におけるＣＯ２の増加された製造は、合成ガスの特定の使用に依存して、下流でのＣＯ２シフト転化器の必要性を低減し得る又は除き得る。又、Ｈ２製造の量は、炭素質物質に約４５重量％の水を添加することにより、乾燥炭素質物質を用いたときの約１１モル％から約１２．３モル％に増加し、ガス化器出口における合成ガス中のメタン含量は約２．１モル％から約１．２モル％へと約５０％低減する。
【表３】
【００７５】
表３において示されているように、乾燥炭素質物質は、酸化剤として酸素を用いて約１５モル％のＣＯ２及び約４７モル％のＣＯを含有する、ガス化器出口における合成ガスを製造する。約３０重量％の水を含有するスラリー化された混合物では、ガス化器出口における合成ガス中のＣＯ２含量は約２０モル％に増加し、ＣＯは約２９モル％に低減する。より多くの、例えば３８重量％及び４５重量％の水の添加により、それぞれ、約２１モル％のＣＯ２及び約２３モル％のＣＯ、並びに約２１モル％のＣＯ２及び約１９モル％のＣＯを含有する合成ガスが製造される。
【００７６】
一組の数的な上限及び一組の数的な下限を用いて、特定の実施形態及び特徴を記載した。他に示されていなければ、いずれかの下限からいずれかの上限までの範囲が企図されると考えるべきである。特定の下限、上限及び範囲が、特許請求の範囲の一つ以上の請求項に見出される。すべての数値は「約」又は「およそ」示された値であり、当業者により予測される実験的誤差及び変動を考慮に入れる。
【００７７】
種々の用語を先に定義した。特許請求の範囲に用いられている用語が先に定義されていない範囲には、その用語には、少なくとも一つの印刷された刊行物又は発行された特許に反映されているように当業者がその用語に与えてきた最も広範な定義が与えられるべきである。更に、本明細書に引用されているすべての特許、試験手順及び他の文書は、その開示が本明細書と矛盾しない限り、かつそのような組み入れが許されるすべての管轄区域では、引用により完全に明細書に組み入れられる。
【００７８】
以上の記載は、本発明の実施形態に向けられているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の更なる実施形態が考えられ得て、本発明の基本的な範囲は特許請求の範囲により決定される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、炭素質物質の、より効率的な処理に利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１００ ガス化器
１０２ 管路
１０４ 管路
１０６ 管路
１０８ 管路
１１０ 酸化域
１１５ ガス化域
１２０ 輸送管路
１３０ 分離器
１３５ 生成物回収管路
１４０ 再循環管路
２００ ガス化器システム
２０２ 管路
２０５ 混合器
２０７ 管路
２１０ 空気分離ユニット
２１２ 管路
３００ ガス化システム
３０５ ガス化器
３０９ 管路
３１０ 熱交換器
３１１ 管路
３１３ 管路
３１５ 微粒子除去システム
３１７ 管路
３１９ 管路
３２５ ガス精製システム
３２７ 管路
３２９ 管路
３３０ シフト及び／又は回収（転化器）システム
３３１ 管路
３３３ 管路
３３７ 管路
３３９ 管路
３４０ ガス転化器システム
３４３ 管路
３４７ 管路
３５０ Ｈ２分離器
３５１ 管路
３５３ 管路
３６０ 燃料電池
３６３ 管路
３６５ 燃焼器
３６７ 管路
３７０ ガスタービン
３７３ 管路
３７５ 発電機
３８０ 熱回収システム
３９０ 蒸気タービン
３９５ 発電機
３９７ 管路
４０２ 管路
４１０ 統合された燃焼タービン
４１２ 管路
４１６ 管路
４２５ 空気分離装置
４２７ 管路
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、炭素質物質のガス化に関する。より特定すると、本発明は、ガス化された炭素質物質の二酸化炭素含量を増加させることに関する。
【背景技術】
【０００２】
炭素質物質のガス化は典型的には、還元（酸素不足）雰囲気中、高温及び高圧でガス化器において炭素質物質を反応させることを含む。得られる合成ガスは、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している。次に、一酸化炭素の、もし全てでなければ、しばしば少なくとも一部が、二酸化炭素に転化され、有用な生成物が回収される前に取り出される。
典型的には、一酸化炭素は、一つ以上の二酸化炭素転化器、例えば、高温シフト転化器、続いて低温シフト転化器において、二酸化炭素に転化される。それらのシフト転化器は、化学物質、触媒、熱及び／又は圧力を必要とする。二酸化炭素転化器は、操作し、操作中に多量のエネルギーを消費することに、それ自体、高価である。更に、二酸化炭素転化器には、設備スペース要件及びコストが加わり、そしてプラント物資を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願第２００５０２８４７９７号明細書
【特許文献２】米国特許第５，６２１，１５５号明細書
【特許文献３】米国特許第６，６８２，７１１号明細書
【特許文献４】米国特許第６，３３１，５７５号明細書
【特許文献５】米国特許第６，３１３，０６２号明細書
【特許文献６】米国特許第６，２８４，８０７号明細書
【特許文献７】米国特許第６，１３６，８６８号明細書
【特許文献８】米国特許第４，５６８，６６３号明細書
【特許文献９】米国特許第４，６６３，３０５号明細書
【特許文献１０】米国特許第５，３４８，９８２号明細書
【特許文献１１】特許第６，３１９，９６０号明細書
【特許文献１２】米国特許第６，１２４，３６７号明細書
【特許文献１３】米国特許第６，０８７，４０５号明細書
【特許文献１４】米国特許第５，９４５，４５９号明細書
【特許文献１５】米国特許第４，９９２，４０６号明細書
【特許文献１６】米国特許第６，１１７，８１４号明細書
【特許文献１７】米国特許第５，５４５，６７４号明細書
【特許文献１８】米国特許第６，３００，２６８号明細書
【特許文献１９】米国特許第５，０７５，２６９号明細書
【特許文献２０】米国特許出願第１１／３１１，７６６号明細書
【特許文献２１】米国特許第３，７１６，６１９号明細書
【特許文献２２】米国特許第３，８１６，５１３号明細書
【特許文献２３】米国特許第４，２１６，３３９号明細書
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】ＬｅＢａｎｃ他著“Ａｍｍｏｎｉａ”、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２巻、３版（１９７８年）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
炭素質物質のガス化工程中に二酸化炭素を増加させるための、より効率的なシステム及び方法に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本願発明者らは、
炭素質物質を処理する方法であって、
炭素質物質と、少なくとも９０％液相である水を混合してスラリー化された混合物を提供する工程、
燃焼ガスの存在下で、前記スラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化して炭素質固体及び、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供する工程であって、前記合成ガスが約４００℃〜約１，６５０℃の温度である、工程、
前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離して合成ガス生成物及び炭素質固体を提供する工程、及び
酸化剤の存在下で、前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供する工程
を含む、方法を見出した。
又、本発明は、
炭素質物質を処理する方法であって、
炭素質物質と、少なくとも９０％液相である水とを混合してスラリー化された混合物を提供する工程、
ガス化域中の燃焼ガスの存在下で、前記スラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化して炭素質固体並びに水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供する工程であって、前記合成ガスが約４００℃〜約１，６５０℃の温度を有している、工程、
分離域において前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離して合成ガス生成物及び炭素質物質を提供する工程、及び
燃焼域において酸化剤の存在下で、前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供する工程
を含む、方法に関する。
又、本発明は、
炭素質物質を処理するためのシステムであって、
炭素質物質、及び水混合物を燃焼ガスの存在下でガス化して炭素質固体及び、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供するのに適合したガス化域であって、前記水混合物が少なくとも９０％液相である、ガス化域、
前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を分離するのに適合した、ガス化域に流体連絡した分離器、及び
前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供するのに適合した、ガス化域と流体連絡した酸化域
を含む、システムに関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、炭素質物質を効率的に処理する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一つ以上の実施形態による、炭素質物質をガス化するための例示的なガス化器を表す。
【図２】本発明の一つ以上の実施形態による、炭素質物質をガス化するための例示的なガス化器システムを表す。
【図３】本発明の一つ以上の実施形態による例示的なガス化システムを表す。
【図４】本発明の一つ以上の実施形態による他の例示的なガス化システムを表す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。特許請求の範囲の各請求項は個別の発明を定義しており、権利侵害は、特許請求の範囲に特定された種々の要素又は限定と同等なものを包含すると認識される。文脈によって、「本発明」という以下のすべての言及は、いくつかの場合は、ある特定の実施形態のみを指し得る。他の場合には、「本発明」という言及は、一つ以上の、しかし必ずしもすべてのではない特許請求の範囲に記載の主題を指すと認識される。特定の実施形態、改変及び実施例を含めて、以下、本発明の各々をより詳細に記載するが、本発明は、それらの実施形態、改変又は実施例に限定されるものではなく、当業者が、本明細書中の情報を、入手可能な情報及び技術と組み合わせたときに本発明を実施及び使用することができるような形態も包含する。
【００１０】
本発明は、炭素質物質を処理するためのシステム及び方法を提供する。一つ以上の実施形態において、炭素質物質と水とを混合し得て、スラリー化された混合物を提供する。炭素質物質と混合される水は、少なくとも９０％液相であることができる。燃焼ガスの存在下で、スラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化し、炭素質固体及び合成ガスを提供し、前記合成ガスは水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している。合成ガスは約４００℃〜約１，６５０℃の温度であることができる。合成ガスから炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離し得て、合成ガス生成物及び炭素質固体を提供する。酸化剤の存在下で、分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼させ得て、燃焼ガスの少なくとも一部を提供する。
【００１１】
本発明の上記の特徴が詳細に理解できるように、先に簡単に要約された本発明の、より特定な記載は、そのいくらかが添付された図面に示されている実施形態を参照することにより表され得る。しかし、添付された図面は本発明の典型的な実施形態のみを例示しており、従って、本発明の範囲を限定するものと考えるべきではなく、従って、本発明は、他の等しく有効な実施形態に対して認められ得る。
【００１２】
図面を参照すると、図１は、一つ以上の実施形態による、炭素質物質をガス化するための例示的なガス化器１００を表す。ガス化器１００は、酸化域１１０、ガス化域１１５、輸送管路１２０、分離器１３０、生成物回収管路１３５及び再循環管路１４０を含み得る。酸化域１１０及びガス化域１１５は、いずれかの順序、構成及び／又は頻度で配列され得る。例えば、酸化域１１０の上に配置されたガス化域１１５を有して、酸化域１１０及びガス化域１１５は互いに垂直に配置され得る。他の例では、酸化域１１０の下に配置されたガス化域１１５を有して、酸化域１１０及びガス化域１１５は互いに垂直に配置され得る。
【００１３】
管路１０２経由の炭素質物質はガス化域１１５に導入され得て、合成ガスを提供する。合成ガスは、水素（Ｈ２）、一酸化炭素（ＣＯ）及び二酸化炭素（ＣＯ２）を含有し得るが、それらに限定されない。水が管路１０４経由で、管路１０２における炭素質物質に導入され得て、管路１０２経由で炭素質物質／水の混合物（スラリー化された混合物）が提供される。炭素質物質は、水でスラリー化され得て、ガス化域１１５に導入され得る、一つ以上のポンプ（示されていない）により輸送可能な混合物が提供される。一つ以上の実施形態では、管路１０２におけるスラリー化された混合物は、ロックホッパー類又は他の一般的な固体導入装置なしに導入され得る。そのことは、加圧窒素又は他のキャリヤーガス、ロックホッパー類及び他の装置、プロットサイズ、並びにそれらに係わるコストについての必要性を低減し又はなくし得る。管路１０２におけるスラリー化された混合物は、連続的に、間欠的に、種々の流量で又はそれらのいずれかの組み合わせでガス化域１１５に導入され得る。示されていないが、管路１０２経由のスラリー化された混合物は、酸化域１１０とガス化域１１５との間に配置された混合域に導入され得る。
【００１４】
管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物はガス化され得て、輸送管路１２０経由で合成ガスが提供され得て、前記合成ガスは分離器１３０に導入され得る。一つ以上の実施形態において、スラリー化された混合物は、燃焼ガス、固体、収着剤、又はそれらの組み合わせの存在下でガス化され得て、管路１２０経由で合成ガス及び炭素質固体の混合物を提供する。一つ以上の実施形態において、酸素を掃去するために、十分な速度及び量で収着剤が添加され得て、ガス化域１００内で炭素質物質からのＨ２（例えば水）との望ましくない副反応をもたらし得る濃度に達するのを遅らせる又は防ぐ。一つ以上の実施形態において、ガス化器１００における炭素質物質の粒子に散布又は炭素質物質の粒子を被覆するために収着剤が用いられ得て、それらの粒子が凝集する傾向を低減させる。例示的な収着剤には、炭素富有灰、石灰石、ドロマイト及びコークス粉が含まれるが、それらに限定されない。供給原料から放出された残存する硫黄は、供給原料中の天然カルシウムにより又はカルシウム系収着剤により捕捉され得て硫化カルシウムを形成する。
【００１５】
一つ以上の実施形態において、炭素質固体、及び用いられる場合、収着剤の一部は、混合物から分離され得て、管路１３５経由で合成ガス生成物そして管路１４０経由で炭素質固体、収着剤又は両方が提供される。一つ以上の実施形態において、炭素質固体の少なくとも一部は管路１４０経由で酸化域１１０に導入され得て、ガス化域１１５に導入される燃焼ガスの少なくとも一部が提供される。一つ以上の実施形態において、管路１０２経由で導入されたスラリー化された混合物中の炭素質物質の少なくとも一部は、固体上に沈積され得て、合成ガス及び炭素質含有固体を含有する混合物が提供される。一つ以上の実施形態において、炭素質含有固体の少なくとも一部は、分離器１３０において混合物から分離され得て、管路１３５経由で合成ガス生成物そして管路１４０経由で炭素質含有固体が提供される。
【００１６】
一つ以上の態様において、管路１４０経由で酸化域１１０に導入された炭素質固体及び／又は炭素質含有固体の少なくとも一部は、管路１０８経由で導入された酸化剤の存在下で燃焼され得て、燃焼ガス、固体又は両方の少なくとも一部が提供される。一つ以上の実施形態において、炭素質固体及び／又は炭素質含有固体の少なくとも一部は、管路１０８経由で導入された酸化剤、及び管路１０６経由で導入された蒸気の存在下で燃焼され得て、燃焼ガス、固体又は両方の少なくとも一部が提供される。燃焼ガス、固体又は両方は、ガス化域１１５に熱を提供し得て、管路１０２経由で導入されたスラリー化された炭素質混合物がガス化される。
【００１７】
一つ以上の実施形態において、炭素質固体及び／又は炭素質含有固体の他に、一つ以上の炭素質物質が酸化域１１０に導入され得る。一つ以上の実施形態において、炭素質固体、炭素質含有固体及び／又は一つ以上の炭素質物質の他に、一つ以上の炭化水素が酸化域１１０に導入され得る。一つ以上の炭素質物質、炭化水素、炭素質固体、炭素質含有固体又はそれらのいずれかの組み合わせの燃焼がガス化域１１５に熱を提供し得て、管路１０２経由で導入されたスラリー化された炭素質混合物をガス化する。
【００１８】
スラリー化された混合物中の炭素含量は、約３０重量％、約４０重量％又は約５０重量％の低含量から約７５重量％、約８５重量％又は約９５重量％の高含量までの範囲であり得る。スラリー化された混合物中の水含量は、約５重量％、約１５重量％又は約２０重量％の低含量から約５０重量％、約６０重量％又は約７０重量％の高含量までの範囲であり得る。例えば、スラリー化された混合物は、約３０重量％の炭素質物質と約７０重量％の水、約５５重量％の炭素質物質と約４５重量％の水、約６２重量％の炭素質物質と約３８重量％の水、又は約７０重量％の炭素質物質と約３０重量％の水を含有し得る。一つ以上の実施形態において、スラリー化された混合物の水含量は一定であり得るか又は変わり得る。
【００１９】
ガス化器１００に導入される酸化剤及び水の種類及び量は、管路１３５経由で提供される合成ガス及びそれから製造される下流生成物の組成及び物理的特性に影響を与え得る。例えば、酸化剤として空気を用いた場合、約２モル％、約３．５モル％、約７モル％又は約９モル％の低含量から約１０モル％、約１２モル％、約１４モル％の又はそれより多い高含量までの範囲のＣＯ２含量を有する、管路１３５における合成ガスを提供し得る。管路１３５における合成ガスのＣＯ含量は、約２．５モル％、約５モル％又は約９モル％の低含量から約１０モル％、約１４モル％、約１８モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。管路１３５における合成ガスのＨ２含量は、約１１モル％、約１１．５モル％又は約１２モル％の低含量から約１２．５モル％、約１３モル％、約１４モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。管路１３５における合成ガスの水含量は、約１０モル％、約１２モル％又は約１４モル％の低含量から約１６モル％、約１８モル％又は約２０モル％の高含量までの範囲であり得る。管路１３５における合成ガスの窒素含量は、約０モル％、約３モル％又は約５モル％の低含量から約４０モル％、約４４モル％、約４８モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。一つ以上の実施形態において、酸化剤として空気を用いた場合、約２０モル％未満のＣＯ及び約８モル％より多いＣＯ２を含有する合成ガスを提供し得る。
【００２０】
一つ以上の実施形態において、酸化剤として酸素、又は本質的に窒素を含有しない酸化剤を用いた場合、約１５モル％、約１６．５モル％又は約１８モル％の低含量から約１８．５モル％、約２０モル％、約２２モル％の又はそれより多い高含量までの範囲のＣＯ２含量を有する、管路１３５における合成ガスを提供し得る。管路１３５における合成ガスのＣＯ含量は、約１６モル％、約１８モル％又は約２０モル％の低含量から約２５モル％、約２８モル％、約３０モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。管路１３５における合成ガスのＨ２含量は、約２０モル％、約２１モル％又は約２２モル％の低含量から約２４モル％、約２６モル％、約２８モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。管路１３５における合成ガスの水含量は、約２０モル％、約２２モル％又は約２４モル％の低含量から約２５モル％、約３０モル％、約３５モル％の又はそれより多い高含量までの範囲であり得る。一つ以上の実施形態において、酸素、又は本質的に窒素を含有しない酸化剤を用いた場合、約４０モル％未満のＣＯ及び約１６モル％より多いＣＯ２を含有する合成ガスを提供し得る。
【００２１】
管路１０２における炭素質物質は、固体、液体、気体又はそれらの組み合わせのいずれかである一つ以上の炭素含有物質を含み得るが、それらに限定されない。一つ以上の炭素含有物質は、石炭、コークス、石油コークス、分解残渣、完全原油、原油、真空軽油、重質軽油、残滓、常圧塔底部物質、真空塔底部物質、蒸留物、パラフィン類、溶媒脱歴ユニットからの芳香族に富んだ物質、芳香族炭化水素、アスファルテン類、ナフテン類、オイルシェール類、オイルサンド類、タール類、ビチューメン類、ケローゲン、廃油、バイオマス（例えば植物及び／もしくは動物物質又は植物及び／もしくは動物由来物質）、低灰系もしくは無灰系ポリマー類、炭化水素系ポリマー物質、炭化水素蝋のような石油精製所及び石油化学プラントからの重質炭化水素スラッジ及び底部生成物、製造操作から誘導される副成物、カーペット、及び／又はバンパー及びダッシュボードを含むプラスチック自動車用部品／構成物のような廃棄された消費者製品、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、それらの誘導体、それらのブレンドのような再循環されたプラスチック類又はそれらのいずれかの組み合わせを含み得るが、それらに限定されない。従って、本方法は、以前に製造された物質の適切な処分に対する特命に適応させるのに有用である。
【００２２】
炭化水素系ポリマー物質には、例えば、ポリプロピレン類、ポリエチレン類、ポリスチレン類を含み、他のポリオレフィン類、ホモポリマー類、コポリマー類、ブロックコポリマー類及びそれらのブレンドを含む熱可塑性プラスチック類、エラストマー類、ゴム類；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブレンド類、他のポリオレフィン類、酸素を有する炭化水素重合体、それらの誘導体、それらのブレンド並びにそれらの組み合わせが含まれ得る。一つ以上の実施形態において、炭素質固体及び／又は炭素質含有固体の他に酸化域１１０に導入される炭素質物質及び／又は炭化水素は、管路１０２における炭素質物質に類似の物質であり得るか又はその物質を含み得る。
【００２３】
一つ以上の実施形態において、炭素質物質、例えば石炭、の湿分濃度に応じて、炭素質物質は、ガス化器１００への導入の前に乾燥され得る。炭素質物質は、一つ以上のボールミルのような微粉砕ユニットにより微粉砕され得て、加熱され得て、低減された量の湿分しか含有しない炭素質物質が提供される。例えば、炭素質物質は乾燥され得て、約５０％未満の湿分、約３０％未満の湿分、約２０％未満の湿分、約１５％未満の湿分又はそれより少ない湿分しか含有しない炭素質物質が提供され得る。炭素質物質は、気体、例えば窒素の存在下で加熱され得る。
【００２４】
管路１０４における水は、精製水、プロセス水、部分的に処理された水、汚れた水、他の精油所水、他の精油所排水、塩水又はそれらの混合物であることができる。管路１０４における水は、サワー水、黒水、スラッグ含有水、アンモニア含有水、塩化水素及び／又は他の酸を含有する水、水酸化ナトリウム及び／又は他の塩基を含有する水、化学的排水、精油所流出水、プロセス水、タール含有水又はそれらのいずれかの混合物のような、いずれかの適する排水を含み得る。一つ以上の実施形態において、水は、約５℃、約１０℃、約１５℃又は約２０℃の低温から約７０℃、約８０℃、約９０℃又は約１００℃の高温までの範囲の温度であることができる。一つ以上の実施形態において、水は約９０％液相、約９５％液相、約９９％液相又は約９９．９％液相であることができる。水は、約９０％液相〜約１００％液相、約９３％液相〜約９７％液相、又は約９６％液相〜約９９％液相の範囲であることができる。
【００２５】
管路１０８経由で導入される酸化剤には、空気、酸素、本質的に酸素、酸素富有化空気、酸素と空気との混合物、酸素と、窒素及びアルゴンのような不活性ガスとの混合物並びにそれらの組み合わせが含まれるが、それらに限定されない。本明細書で用いられているように、「本質的に酸素」という用語は、５１容量％以上の酸素を含有する酸素供給原料をいう。本明細書で用いられているように、「酸素富有化空気」という用語は、２１容量％以上の酸素を含有する空気をいう。酸素富有化空気は、例えば、空気の極低温蒸留、圧力スイング吸着、膜分離又はそれらのいずれかの組み合わせから得られ得る。一つ以上の実施形態において、管路１０８経由で導入される酸化剤は、窒素非含有であり得るか又は本質的に窒素非含有であり得る。「本質的に窒素非含有」は、管路１０８における酸化剤が、約５容量％未満の窒素、約４容量％未満の窒素、約３容量％未満の窒素、約２容量％未満の窒素又は約１容量％未満の窒素しか含有しないことを意味する。一つ以上の実施形態において、管路１０４経由の蒸気は、いずれかの適するタイプの蒸気、例えば低圧蒸気、中圧蒸気、高圧蒸気、過熱蒸気又は過熱高圧蒸気であることができる。
【００２６】
管路１０８経由で酸化域１１０に導入される酸化剤の量は、炭素質固体及び／又は炭素質含有固体中の炭素質物質の総量を酸化するのに要求される化学量論量の酸素の約１％〜約９０％の範囲であることができる。酸化域１１０内の酸素濃度は、酸化域１１０における炭素のモル濃度に基づく化学量論要求量の約１％、約３％、約５％又は約７％の低濃度から約３０％、約４０％、約５０％又は約６０％の高濃度までの範囲であることができる。酸化域１１０における酸素濃度は、酸化域１１０中の炭素のモル濃度に基づく化学量論要求量の約０．５％、約２％、約６％又は約１０％の低濃度から約６０％、約７０％、約８０％又は約９０％の高濃度までの範囲であることができる。
【００２７】
一つ以上の実施形態において、管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物は、約４００℃以上、約５５０℃以上、約７５０℃以上、約１，０００℃以上、約１，２５０℃以上、約１，４００℃以上又は約１，６５０℃以上の温度に加熱され得る。例えば、管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物は、約９００℃〜約１，０６５℃、約９３０℃〜約１，０３５℃、又は約９７０℃〜約１，０００℃の範囲の温度に加熱され得る。一つ以上の実施形態において、酸化域１１０経由で提供される燃焼ガス及び固体は、管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物をガス化するのに必要な熱のすべて又は一部を供給し得る。一つ以上の実施形態において、付加的な燃焼ガス、蒸気、加熱ガスの導入、外部から加えられた熱による加熱又はそれらのいずれかの組み合わせにより、付加的な熱がガス化域１１５に導入され得る。
【００２８】
一つ以上の実施形態において、酸化域１１０、ガス化域１１５、輸送管路１２０、分離器１３０及び再循環管路１４０を含み得るガス化器１００は、約１０１ｋＰａ、約３００ｋＰａ又は約６００ｋＰａの低圧から約２，５００ｋＰａ、約３，５００ｋＰａ、約４，５００ｋＰａの又はそれより高い圧力までの範囲の圧力において操作され得る。一つ以上の実施形態において、一つの域対他の域、例えば酸化域対ガス化域の圧力は同じであり得るか又は異なり得る。例えば、酸化域１１０は第一の圧力で操作され得て、ガス化域１１５は第二の圧力で操作され得て、第二の圧力は、第一の圧力より低く、第一の圧力と同じで又は第一の圧力より高くあり得る。
【００２９】
管路１０２経由でガス化域１１５に導入された炭素質物質の滞留時間は約１ミリ秒（ｍｓ）〜約１５秒（ｓ）の範囲であり得る。管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物の滞留時間は、約５０ｍｓ、約１００ｍｓ、約１５０ｍｓ又は約２００ｍｓの短時間から約１ｓ、約５ｓ、約１０ｓ又は約１２ｓの長時間までの範囲であり得る。管路１０２経由でガス化域１１５に導入されたスラリー化された混合物の滞留時間は制御され得るか又は酸化域１１０から更なる下流に炭素質物質を導入することにより調整され得る。例えば、酸化域１１０のすぐ下流に炭素質物質を導入することにより、輸送管路１２０に炭素質物質を導入する場合より長い滞留時間が与えられる。示されていないが、スラリー化された混合物の一部又はすべては、ガス化域１１５及び／又は輸送管路１２０内の一つ以上の位置において、例えば、ガス化域１１５の中央で導入され得る。スラリー化された混合物をガス化域１１５及び／又は輸送管路１２０内の二つ以上の位置で導入することは、管路１３５経由で提供された合成ガスを調整し得るか又は改変し得る。例えば、管路１０２経由のスラリー化された混合物の一部を輸送管路１２０に導入することは、より短い滞留時間を与え得て、そのことは炭素質物質の一部を蒸発し得るか又は分解し得て、Ｃ１から約Ｃ２０までの炭化水素の範囲の軽質炭化水素を含有し得る管路１３５における合成ガスを提供する。
【００３０】
一つ以上の実施形態において、管路１３５における分離された合成ガスの温度は、約４００℃、約５００℃、約６００℃又は約７００℃の低温から約１，２００℃、約１，５００℃、約１，６００℃又は約１，６５０℃の高温までの範囲であることができる。管路１３５における合成ガスの圧力は、約１０１ｋＰａ、約２００ｋＰａ又は約３００ｋＰａの低圧から約６，９７５ｋＰａ、約８，３５０ｋＰａ又は約１０，４００ｋＰａの高圧までの範囲であることができる。
【００３１】
一つ以上の実施形態において、固体は、アルミナ、α−アルミナ、ジルコニア、チタニア、ハフニア、シリカ又はそれらの混合物のような耐火性酸化物；稀土類がいずれかの希土類金属（例えば、ランタン又はイットリウム）であり得る稀土類改質耐火性金属酸化物；アルカリ土類金属改質耐火性酸化物；灰；それらの誘導体；又はそれらの混合物であることができるが、それらに限定されない。固体は、反応条件において実質的に安定な表面積、例えば操作条件、例えば温度及び圧力において実質的に反応性でない表面積を有する物質として分類され得る。
【００３２】
示されていないが、管路１４０における炭素質含有固体は、ストリッピングされ得て、連行された揮発性炭化水素を除去する。例えば、炭素質含有固体は、蒸気ストリッピング、熱ストリッピングされ得るか又は他の適する方法を用いてストリッピングされ得て、いずれかの連行された揮発性炭化水素の少なくとも一部が除去される。連行された揮発性炭化水素には、例えばＣ１〜Ｃ１２炭化水素が含まれ得る。
【００３３】
一つ以上の実施形態において、一つ以上のガス化器１００には、一つ以上の炭素質物質のガス化に適する、本技術において公知のいずれかのガス化器が含まれ得る。先に記載した酸化域１１０及びガス化域１１５の他に、ガス化器１００には、酸化域とガス化域との間に配置された中間還元域が含まれ得る。一つ以上の実施形態において、ガス化器１００には、上向き通風、下向き通風、向流、並流、横向き通風、流動床、ダブル点火された（ｄｏｕｂｌｅ−ｆｉｒｅｄ）、輸送（ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）、噴流床及び溶融浴（ｍｏｌｔｅｎ−ｂａｔｈ）タイプガス化器を含むがそれらに限定されない一つ以上のタイプのガス化器が含まれ得る。一つ以上の実施形態において、ガス化器１００は、プラグ流れ、迅速混合マルチポート供給原料注入、冷却壁、加熱壁又はガス化効率を高めるための技術の組み合わせを含むがそれらに限定されない一つ以上の効率改良特徴を組み入れ得る。
【００３４】
一つ以上の実施形態において、一つ以上の分離器１３０には、約１０，０００ｐｐｍｗ未満、約１，０００ｐｐｍｗ未満、約５００ｐｐｍｗ未満、約２５０ｐｐｍｗ未満、約１００ｐｐｍｗ未満、約５０ｐｐｍｗ未満、約１０ｐｐｍｗ未満、約１ｐｐｍｗ未満又は約０．１ｐｐｍｗ未満の出口微粒状物質濃度を提供することができるいずれかのシステム、装置、又はシステム及び／もしくは装置の組み合わせが含まれ得る。一つ以上の実施形態において、一つ以上の分離器１３０には、直列で、並列で又はそれらの組み合わせで配置された一つ以上のサイクロン式及び／又は重力式の分離器が含まれ得る。一つ以上の実施形態において、一つ以上の分離器１３０には、一つ以上の高処理量、低効率及び／又は高効率のサイクロン式分離器が含まれ得る。一つ以上の実施形態において、分離器１３０には、一つ以上の微粒状物質制御装置類（ＰＣＤｓ）が含まれ得る。例示的なＰＣＤｓには、静電沈殿器類、焼結金属フィルター類、金属キャンドルフィルター類及び／又はセラミックキャンドルフィルター類［例えば、鉄アルミニド（ｉｒｏｎ ａｌｕｍｉｎｉｄｅ）濾過物質］が含まれ得るが、それらに限定されない。
【００３５】
管路１３５における合成ガスは、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約２，７９４ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約３，７２６ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約４，０９８ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約５，５１６ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約６，７０７ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約７，４５２ｋＪ／ｍ３、約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約９，３１５ｋＪ／ｍ３又は約１，８６３ｋＪ／ｍ３〜約１０，２４６ｋＪ／ｍ３の、熱損失及び希釈効果に対して補正を行った燃焼熱を有し得る。
【００３６】
図２は、一つ以上の実施形態による、炭素質物質をガス化するための例示的なガス化器システム２００を表す。一つ以上の実施形態において、ガス化器システム２００は、混合器２０５及び空気分離ユニット（ＡＳＵ）２１０を含み得る。ガス化器システム２００は又、図１に関して先に論じ、記載したのと同じか又は類似であり得る、酸化域１１０、ガス化域１１５、輸送管路１２０及び分離器１３０を含み得るガス化器を含み得る。一つ以上の実施形態において、管路２０２経由で導入された炭素質物質及び管路１０４経由で導入された水は混合され得るか、又は混合器２０５内で混合され得て、管路１０２におけるスラリー化された混合物を提供する。管路２０２における炭素質物質及び水は、図１に関して先に論じ、記載した通りであり得る。
【００３７】
混合器２０５は、炭素質物質と水のバッチ混合、間欠的混合、種々の混合速度及び／又は連続的混合に適する、いずれかの装置、システム、又はシステム及び／又は装置の組み合わせであることができる。一つ以上の実施形態において、スラリーを安定化させ固体の沈降を防ぐために添加剤が混合物に添加される。混合器２０５は、非混和性の流体を均質化することが可能であり得る。例示的な混合器２０５には、エゼクター類、インライン静的混合器類、インライン機械的／電力混合器類、ホモジナイザー又はそれらの組み合わせが含まれ得るが、それらに限定されない。
【００３８】
混合器２０５は、約５℃、約１５℃又は約２０℃の低温から約１００℃、約１２５℃又は約１５０℃の高温までの範囲の温度で操作され得る。混合器２０５は、ガス化域１１５の圧力より低い、その圧力と等しい又はそれより高い圧力で操作され得る。一つ以上の実施形態において、混合器２０５は、約１０１ｋＰａ、約３００ｋＰａ又は約６００ｋＰａの低圧から約２，５００ｋＰａ、約３，５００ｋＰａ、約４，５００ｋＰａ又はそれより高い高圧までの範囲の圧力で操作され得る。
【００３９】
一つ以上の実施形態において、ＡＳＵ２１０からの酸素は、管路１０８経由で酸化域１１０に供給され得る。ＡＳＵ２１０は、管路１０８経由で、窒素非含有の又は本質的に窒素を含有しない酸素に富んだ酸化剤を酸化域１１０に供給し得て、それにより、そのシステムにおける窒素濃度を最小にする。窒素非含有の又は本質的に窒素を含有しない酸化剤の使用により、ガス化器１００が、本質的に窒素を含有しない、例えば、約５モル％未満、約４モル％未満、約３モル％未満、約２モル％未満、約１モル％未満、又はそれより少ない窒素／アルゴンしか含有しない管路１３５経由の合成ガスを提供することが可能になる。一つ以上の実施形態において、ＡＳＵ２１０は、管路２０７経由で空気を補充し得る高圧で極低温タイプの分離器であることができる。分離された窒素は、管路２１２経由でＡＳＵ２１０から除去され得る。示されていないが、分離された窒素は、下記に詳細に説明されるように、炭素質物質を乾燥するのに使用され得るか、燃焼タービンに添加され得るか又は有用品として用いられ得る。
【００４０】
図３は、一つ以上の実施形態による例示的なガス化システム３００を表す。ガス化システム３００は、図１又は図２に関して先に論じ、記載したガス化器１００及び／又は２００と同じであり得るか又は類似であり得る一つ以上のガス化器３００を含み得る。ガス化システム３００は、熱交換器３１０、微粒状物質除去システム３１５及びガス精製システム３２５を更に含み得て、管路３２９経由で合成ガスを提供する。一つ以上の実施形態において、ガス化システム３００は、ＣＯ２シフト及び／又は回収（転化器）システム３３０を含み得て、管路３２９における合成ガス中のＣＯの少なくとも一部を転化する。一つ以上の実施形態において、ガス化システム３００は又、ガス転化器システム３４０を含み得て、一つ以上のフィッシャー・トロプシュ生成物類、化学物質類、供給原料類、メタン（合成天然ガスすなわちＳＮＧ）、アンモニア、メタノール、それらの誘導体及びそれらの組み合わせを製造する。一つ以上の実施形態において、ガス化システム３００は又、Ｈ２分離器３５０、燃料電池３６０、燃焼器３６５、ガスタービン３７０、蒸気タービン３９０、熱回収システム３８０及び発電機（２つ、３７５、３９５が示されている）を含み得て、燃料、動力、蒸気及び／又はエネルギーを産生する。
【００４１】
管路１３５における合成ガスは、図１及び図２に関して先に論じ、記載した通りであり得る。合成ガスは熱交換器３１０に導入され得て、管路３１１における冷却された合成ガスを提供する。合成ガスからの熱は、管路３０９経由で導入される、ボイラー供給水のような熱伝達媒体に直接又は間接的に伝達され得る。蒸気又はいずれかの他の適する加熱された熱伝達媒体は、管路３１３経由で回収され得る。微粒状物質除去システム３１５経由で、管路３１１における冷却された合成ガスから微粒状物質が部分的に又は完全に除去され得て、管路３１７経由で、分離された微粒状物質及び管路３１９経由で微粒状物質がほとんどない合成ガスが供給され得る。示されていないが、管路３１３経由の蒸気は管路１０６経由で、ガス化器３０５、熱回収システム３８０、蒸気タービン３９０、他のプロセス装置又はそれらの組み合わせに導入され得る。
【００４２】
示されていないが、一つ以上の実施形態において、一つ以上の微粒状物質除去システム３１５が任意に用いられ得て、冷却の前に管路１３５における合成ガスから微粒状物質を部分的に又は完全に除去する。例えば、管路１３５経由の合成ガスは、熱風微粒状物質除去（例えば約５５０℃〜約１，０５０℃の）をもたらす微粒状物質除去システム３１５に直接導入され得る。示されていないが、一つ以上の実施形態において、例えば一つの微粒状物質除去システム３１５が熱交換器３１０の上流にあり得て、一つの微粒状物質除去システム３１５が熱交換器３１０の下流にあり得る、２つの微粒状物質除去システム３１５が用いられ得る。
【００４３】
一つ以上の微粒状物質除去システム３１５は、従来の遊離器（ｄｉｓｅｎｇａｇｅｒ）及び／又はサイクロンのような一つ以上の分離装置を含み得る（示されていない）。約０．１ｐｐｍｗの検出可能限度より低い出口微粒状物質濃度を提供することができる微粒状物質制御装置（ＰＣＤ）も用いられ得る。例示的なＰＣＤ類には、沈降金属フィルター、金属キャンドルフィルター類及び／又はセラミックキャンドルフィルター類［例えば、鉄アルミニド（ｉｒｏｎ ａｌｕｍｉｎｉｄｅ）フィルター物質］が含まれ得るが、それらに限定されない。
【００４４】
管路３１７経由の固体微粒状物質は、システムからパージされ得るか又はガス化器３０５に再循環され得る（示されていない）。示されていないが、管路３１９における分離された合成ガスは、一つ以上の熱交換器を用いて更に冷却され得る。管路３１９における合成ガスは、約１５０℃〜約３００℃のような約３５０℃以下の温度を有し得る。
【００４５】
管路３１９における冷却された分離された合成ガスは、一つ以上のガス精製システム３２５内で処理され得て、管路３２７経由の排ガスを与える汚染物質及び管路３２９経由の処理された合成ガスを取り出す。一つ以上のガス精製システム３２５は、管路３２９における処理された合成ガスから硫黄及び／又は硫黄含有化合物を除去するのに適するいずれかのシステム、装置又はシステム類及び／又は装置類の組み合わせを含み得る。例示的な触媒によるガス精製システム３２５には、チタン酸亜鉛、亜鉛フェライト、酸化錫、酸化亜鉛、酸化鉄、酸化銅、酸化セリウム又はそれらの混合物を用いるシステムが含まれ得るが、それらに限定されない。例示的なプロセス系ガス精製システム３２５には、Ｓｅｌｅｘｏｌ（商標）法、Ｒｅｃｔｉｓｏｌ（登録商標）法、ＣｒｙｓｔａＳｕｌｆ（登録商標）法及びＳｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）ガス処理法が含まれ得るが、それらに限定されない。
【００４６】
メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）のような一つ以上のアミン溶媒が用いられ得て、管路３１９における合成ガスからいずれかの酸ガスを除去する。Ｓｅｌｅｘｏｌ（商標）（ポリエチレングリコールのジメチルエーテル）又はＲｅｃｔｉｓｏｌ（登録商標）（冷メタノール）のような物理的溶媒も用いられ得る。管路３１９における合成ガスが、硫化カルボニル（ＣＯＳ）を含有する場合、硫化カルボニルは、触媒上の水との反応による加水分解により硫化水素（Ｈ２Ｓ）に転化され得て、次に、先に記載した方法を用いて吸収され得る。管路３１９における合成ガスが水銀を含有する場合、水銀は、硫黄含浸活性化炭素の床を用いて除去され得る。
【００４７】
コバルト−モリブデン（Ｃｏ−Ｍｏ）触媒が一つ以上の精製ユニット３２５に組み入れられ得て、合成ガスのサワーシフト転化を行う。Ｃｏ−Ｍｏ触媒は、約２９０℃の温度において、約１００ｐｐｍｗのＨ２ＳのようなＨ２Ｓの存在下で操作し得る。Ｃｏ−Ｍｏ触媒が用いられサワーシフトを行う場合、続く下流での硫黄除去は、先に記載した硫黄除去法及び／又は技術のいずれかを用いて行われ得る。
【００４８】
一つ以上の実施形態において、管路３１９における処理された合成ガスのすべて又は一部は、一つ以上の転下器３３０に導入され得て、ＣＯをＣＯ２に転化することにより合成ガスのＨ２対ＣＯ比（Ｈ２：ＣＯ）を調整する。転下器３３０は又、ＣＯ２回収ユニットを含み得て、転化された合成ガスからＣＯ２の少なくとも一部を分離する。管路３２９経由で導入される合成ガス中及び／又は転化された合成ガス中に存在するＣＯ２は、管路３３３経由で転化器３３０から分離され得て及び／又は回収され得て、予め決められたＨ２：ＣＯ比を有する、管路３３１経由の合成ガスを提供する。望ましいＨ２：ＣＯ比は、アンモニア、メタノールの合成及び／又はフィッシャー・トロプシュ合成、燃料電池、動力産生等のような更に下流の処理工程及び／又は使用に依存する。
【００４９】
一つ以上のシフト転化器内で、水性ガスシフト反応により、管路３２９経由で導入された処理された合成ガス中のＣＯの少なくとも一部が、触媒の存在下で及び／又は高温において、水と反応され得て、Ｈ２及びＣＯ２を製造し得る。一つ以上のシフト転化器には、単一段階断熱固定床反応器；段間冷却、蒸気発生又は急冷反応器を有する複数段階断熱固定床反応器；蒸気発生又は冷却を有する管形固定床反応器；流動床反応器又はそれらのいずれかの組み合わせが含まれ得るが、それらに限定されない。収着増大水性ガスシフト（ＳＥＷＧＳ）プロセス、シフト触媒及び高温（およそ４７５℃）ＣＯ２吸着剤で充填された複数の固定床反応器を有する圧力スイング吸着ユニットの使用が用いられ得る。種々のシフト触媒が用いられ得る。転化器３３０は又、ＣＯ分離器を含み得て、管路３２９における合成ガスからＣＯの少なくとも一部を分離する。分離されたＣＯは、酢酸、ホスゲン／イソシアネート類、ギ酸及びプロピオン酸のような化学物質の製造に用いられ得る。
【００５０】
転化器３３０は、直列、並列又はそれらの組み合わせで配列された一つ以上の転化器を含み得る。例えば、第一転化器（高温）は約３００℃〜約５３０℃の高温で操作され得て、触媒を用いて比較的高い反応速度で、管路３２９経由で導入された処理された合成ガス中に存在するＣＯの大部分をＣＯ２に転化する。触媒には、酸化鉄、亜鉛フェライト、マグネタイト、酸化クロム、それらの誘導体又はそれらのいずれかの組み合わせが含まれ得るが、それらに限定されない。第二反応器（低温）は約１５０℃〜約３００℃の比較的低温で操作され得て、酸化銅と酸化亜鉛との混合物を用いて残存するＣＯの少なくとも一部をＣＯ２に転化する。第二反応器では、銅、亜鉛、銅で促進されたクロム、それらの誘導体又はそれらのいずれかの組み合わせを含むがそれらに限定されない触媒が使用され得る。第一転化器の温度と第二転化器の温度との間の温度範囲で操作する第三転化器が、高温転化器、低温転化器、両転化器に替わり得るか又は２つの転化器に加えられ得る。中温転化器は、約２５０℃〜約３５０℃の温度で操作され得る。中温転化器中に配置される触媒には、酸化鉄、酸化クロム、それらの誘導体又はそれらのいずれかの組み合わせが含まれ得るが、それらに限定されない。示されていないが、一つ以上の実施形態において、転化器３３０は精製器３２５の上流であり得る。
【００５１】
ＣＯ２回収ユニットでは、プロピレンカーボネート、他のアルキルカーボネート、２〜１２のグリコール単位のポリエチレングリコールのジメチルエーテル［Ｓｅｌｅｘｏｌ（商標）法］、ｎ−メチルピロリドン、スルホラン、Ｓｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）ガス処理法、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、トリエタノールアミン（ＴＥＡ）、炭酸カリウム、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、ジグリコールアミン（ＤＧＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、疎水性ゼオライト、それらの誘導体、それらの混合物、又はそれらのいずれかの組み合わせを使用し得て、合成ガスからＣＯ２の少なくとも一部を分離する。
【００５２】
一つ以上の実施形態において、管路３３３経由で回収されたＣＯ２は燃料回収工程において用いられ得て、油及びガスの回収を増大させる。例示的な油回収工程において、ＣＯ２は「残」油（“ｓｔｒａｎｄｅｄ” ｏｉｌ）が存在する現存する油井の下の領域に注入され、フラッシされ得る。次に、原油とともに取り出された水及びＣＯ２は、分離され、再循環され得る。類似の方法において、ＣＯ２は、現存するガス井の下の領域に注入されフラッシされ得て、天然ガスの産生を増大する。
【００５３】
一つ以上の実施形態において、管路３３３経由で回収されたＣＯ２は一時的に又は永久的に捕捉及び貯蔵され得て、大気中に放出されるＣＯ２の量を低減又は除去する。一つ以上の実施形態において、管路３３３におけるＣＯ２は、枯渇した油田及び／又はガス田、塩類層、採掘できない石炭層、塩類埋積玄武岩層等のような地下地質層に注入され得る。一つ以上の実施形態において、管路３３３におけるＣＯ２は、船、パイプライン又は他の適する方法により、１，０００ｍ又はそれより深い深さにおける水柱に注入され得て、続いてＣＯ２は水に溶解され得る。一つ以上の実施形態において、管路３３３におけるＣＯ２は、船、パイプライン又は他の適する方法により、ＣＯ２が水より濃密である、３，０００ｍより深い深さにおける水塊の床、例えば海底の上に注入され得て、ＣＯ２を含有し得るＣＯ２の層を形成し得るか、又はＣＯ２の環境への溶解を少なくとも遅延し得る。一つ以上の実施形態において、管路３３３におけるＣＯ２は、ＣＯ２を金属酸化物と反応させることにより水和物に転化され得て、石灰石を用いてバイカーボネートのようなカーボネート、又は安定なカーボネートを製造する。
【００５４】
一つ以上の実施形態において、管路３３３経由で回収されるＣＯ２は、光合成に付され得て、制御された環境下でバクテリア又は微小藻類のような生物有機体を用いてＣＯ２を固定する。生物有機体は、光合成の天然プロセスを用い得て、光、熱及びＣＯ２を、炭水化物、Ｈ２及び酸素のような有用な生成物に転化し得る。
【００５５】
一つ以上の実施形態において、管路３３１における処理された合成ガスの少なくとも一部は、管路３３９経由で回収され得て、物資として販売される。一つ以上の実施形態において、管路３３１経由の転化された合成ガスの少なくとも一部は、ガス転化器３４０に導入され得て、一つ以上の生成物を製造する。例えば、ガス転化器３４０には、精油所／石油化学供給原料、輸送機関燃料、合成原油、液体燃料、潤滑油、α−オレフィン類、蝋等が含まれ得るが、それらに限定されない一つ以上のフィッシャー・トロプシュ（Ｆ−Ｔ）生成物を提供するためにフィッシャー・トロプシュ合成ユニットが含まれ得るが、それらに限定されない。その反応は、いずれかのタイプの反応器、例えば固定床、移動床、流動床、スラリー気泡床等において、銅、ルテニウム、鉄又はコバルト系触媒又はそれらの組み合わせを用いて、反応器の構成によって約１９０℃〜約４５０℃の範囲を有する条件下で行われ得る。他の反応及び触媒についての詳細は、米国特許出願第２００５０２８４７９７号、米国特許第５，６２１，１５５号、米国特許第６，６８２，７１１号、米国特許第６，３３１，５７５号、米国特許第６，３１３，０６２号、米国特許第６，２８４，８０７号、米国特許第６，１３６，８６８号、米国特許第４，５６８，６６３号、米国特許第４，６６３，３０５号、米国特許第５，３４８，９８２号、特許第６，３１９，９６０号、米国特許第６，１２４，３６７号、米国特許第６，０８７，４０５号、米国特許第５，９４５，４５９号、米国特許第４，９９２，４０６号、米国特許第６，１１７，８１４号、米国特許第５，５４５，６７４号及び米国特許第６，３００，２６８号に見出され得る。
【００５６】
Ｆ−Ｔ生成物は、更に化学的に反応させ、種々の生成物に品質を向上させるために、精油所現場に船で輸送し得る液体であることができる。特定の生成物、例えば、Ｃ４〜Ｃ５炭化水素は、高品質のパラフィン溶媒であり得て、望まれる場合には、水素添加処理され得て、オレフィン不純物を除去する、又は水素添加処理せずに用いられ得て広範囲の蝋生成物を製造する。Ｃ１６及びより高級の化合物を含む炭化水素は、種々の水素添加転化反応、例えば水素添加分解、水素添加異性化、接触脱蝋、イソ脱蝋（ｉｓｏｄｅｗａｘｉｎｇ）又はそれらの組み合わせにより品質が向上され得て、中間蒸留物、ディーゼル燃料、ジェット燃料、イソパラフィン系溶媒、潤滑油、掘穿泥水中での使用に適する掘削油、工業銘柄及び医薬銘柄の白油、化学的原料物質及び種々の特殊生成物が製造され得る。
【００５７】
一つ以上のガス転化器３４０の少なくとも一つは、一つ以上のスラリー気泡塔反応器を含み得て、一つ以上のＦ−Ｔ生成物を製造する。スラリー気泡塔反応器は、約０．０１〜約１の範囲のＲｅ：Ｃｏ重量比を有し、約２重量％〜約５０重量％のコバルトを含有する、レニウムで促進され、チタニア上に担持されたコバルト触媒を用いて、２２５℃より低い温度で真空から約４，１４０ｋＰａまで、又は約１，７２０ｋＰａから約２，４１０ｋＰａまでにおいて操作できる。スラリー気泡塔反応器内の触媒には、触媒銅又は鉄族金属の塩、ポリオール、多価アルコール及び任意にレニウム化合物又は塩で含浸されたチタニア支持体が含まれるが、それらに限定されない。ポリオール又は多価アルコールの例には、グリコール、グリセロール、デリトリトール（ｄｅｒｙｔｈｒｉｔｏｌ）、トレイトール、リビトール、アラビニトール、キシリトール、アリトール、ダルシトール、グルシトール、ソルビトール及びマンニトールが含まれる。濃厚塩水溶液としての触媒金属、銅又は鉄族金属、例えば硝酸コバルト又は酢酸コバルトは、前記溶液において１５重量％のコバルトを得るために水の量を調整し、及び、任意に初期湿潤度技術を用いて任意に噴霧乾燥され焼成されたルチル又はアナターゼチタニア支持体上に触媒を含浸しながら、ポリオール及び任意に過レニウム酸と混合され得る。その方法はレニウム促進剤に対する必要性を低減させる。他の詳細は、米国特許第５，０７５，２６９号及び米国特許第６，３３１，５７５号に見出され得る。
【００５８】
一つ以上の実施形態において、少なくとも一つ以上のガス転化器３４０の少なくとも一つが用いられ得て、ＳＮＧ、メタノール、ギ酸アルキル、ジメチルエーテル、アンモニア、無水酢酸、酢酸、酢酸メチル、酢酸エステル、酢酸ビニル及びポリマー類、ケテン類、ホルムアルデヒド、ジメチルエーテル、オレフィン類、尿素、それらの誘導体並びに／又はそれらの組み合わせを製造する。メタノール製造のためには、例えば液相メタノール法（Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｐｒｏｃｅｓｓ）（［ＬＰＭＥＯＨ（商標）］）が用いられ得る。その方法において、スラリー気泡塔反応器、及び良好な触媒活性を維持しながら、オフピークの間、実質的な長さの時間、空転させながら、反応の熱を保存し得る不活性炭化水素油反応媒体中の触媒を用いて、管路４１２における合成ガス中のＣＯをメタノールに直接転化し得る。他の詳細は、米国特許出願第１１／３１１，７６６号及び先に発表されたＨｅｙｄｏｒｎ，Ｅ．Ｃ．、Ｓｔｒｅｅｔ，Ｂ．Ｔ．及びＫｏｒｎｏｓｋｙ．Ｒ．Ｍ．による“Ｌｉｑｕｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｍｅｔｈａｎｏｌ ［ＬＰＭＥＯＨ（商標）］ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ”（１９９８年、１０月４−７日にサンフランシスコにおけるＧａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｕｎｃｉｌ Ｍｅｅｔｉｎｇで発表された）に見出され得る。メタノールを製造するために気相プロセスも用いられ得る。例えば、銅系触媒を用いる公知の方法、インペリアル・ケミカル・インダストリーズ法、ルアージ（Ｌｕｒｇｉ）法及び三菱法が用いられ得る。
【００５９】
アンモニア製造のためには、ＬｅＢａｎｃらによる“Ａｍｍｏｎｉａ”［Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２巻、３版（１９７８年）、４９４−５００頁］に記載されたハーバー・ボッシュ法を操作するように一つ以上のガス転化器３４０の少なくとも一つが適合され得る。例えばギ酸メチルのようなギ酸アルキル製造のためには、アルカリ触媒、又はアルカリもしくはアルカリ土類金属メトキシド触媒の存在下で液相又は気相においてＣＯ及びメタノールが反応されるいくつかの方法のいずれかが用いられ得る。他の詳細は、米国特許第３，７１６，６１９号、米国特許第３，８１６，５１３号及び米国特許第４，２１６，３３９号に見出され得る。
【００６０】
示されていないが、一つ以上の実施形態において、管路３４３経由の転化された合成ガスの少なくとも一部は、販売され得るか又は更に下流のプロセスを用いて品質が向上され得る。一つ以上の実施形態において、管路３３１における処理された合成ガスの少なくとも一部は、先に記載した一つ以上のガス転化器３４０を迂回し得て、管路３４７経由でＨ２分離器３５０に直接供給され得る。
【００６１】
一つ以上のＨ２分離器３５０は、合成ガスからＨ２を選択的に分離するのに適するいずれかのシステム、装置又はシステム類及び／又は装置類の組み合わせを含み得て、管路３５３経由で一つ以上の精製されたＨ２生成物及び管路３５１経由で一つ以上の排水を提供する。例えば、Ｈ２分離器３５０は、圧力スイング吸収、極低温蒸留及び半透膜を用い得る。適する吸収剤には、苛性ソーダ、炭酸カリウム又は他の無機塩基及び／又はアルカノールアミン類が含まれ得る。
【００６２】
一つ以上の実施形態において、例えば転化器システム３３０においてＣＯ２除去システムは存在しない場合、転化器３３０経由で、ＣＯ２を含む管路３３１経由の合成ガスが提供され得る。管路３３１における合成ガス中にＣＯ２が残存する場合、Ｈ２分離器３５０により、転化された合成ガスからＣＯ２の少なくとも一部を分離することができ、管路３５１経由でＣＯ２及び管路３５３経由でＨ２生成物を提供し得る。管路３５１経由のＣＯ２は、ＣＯ、アルゴン、窒素、及びＨ２分離器３５０においてＣＯ２とともにもしくはＣＯ２の不存在下で合成ガスから分離され得る他の成分を含有し得る。
【００６３】
一つ以上の実施形態において、管路３５３経由のＨ２生成物の全て又は一部は一つ以上の燃料電池３６０を供給するために用いられ得て、及び／又は一つ以上の燃焼器３６５における燃料として用いられる前に、全て又は一部は管路３３１における処理された合成ガスと混合され得る。示されていないが、管路３５３におけるＨ２生成物は回収され得て、水素添加脱アルキル化、水素添加脱硫、水素添加分解、Ｈ２化及び他の水素添加プロセスにおいて他の炭化水素の品質を向上させるような他のプロセスのために並びに金属鉱石のための還元剤として、原子水素溶接、冷却液及び他の使用に用いられ得る。
【００６４】
一つ以上の実施形態において、管路３３１における転化された合成ガス及び／又は管路３５３におけるＨ２のすべて又は一部は一つ以上の燃焼器３６５において燃焼され得て、管路３６７経由の高圧／高温の排ガスを与え得る。管路３６３経由の空気又は他の適する酸化剤は一つ以上の燃焼器３６５に導入され得る。管路３６７経由で排ガスが一つ以上のガスタービン３７０に導入され得て管路３７３経由の排ガス、及び一つ以上の発電機３７５を駆動させるための機械軸動力を提供する。管路３７３経由の排ガスは熱回収システム３８０に導入され得て、管路１０６経由の蒸気を提供する。
【００６５】
熱回収システム３８０は、閉ループ加熱システム、例えば、管路３７３経由で導入された排ガスと管路３９７経由で導入されたボイラー供給水及び／又は蒸気との間の熱を交換し、管路１０６経由の蒸気を産生することができる廃熱ボイラー、多管熱交換器等であることができる。熱回収システム３８０は、補充燃料なしに管路１０６経由の１０，３５０ｋＰａ以下及び５５０℃以下の過熱／再加熱蒸気を提供し得る。
【００６６】
一つ以上の実施形態において、管路１０６経由の蒸気の少なくとも一部は、蒸気タービン３９０に導入され得て、機械軸動力を与え、一つ以上の発電機３９５を駆動させる。一つ以上の実施形態において、管路１０６経由の蒸気の少なくとも一部は、ガス化器１００及び／又は他の補助的プロセス装置（示されていない）に導入され得る。蒸気タービン３９０からの、より低い圧力の蒸気は、管路３９７経由で一つ以上の熱回収システム３８０に再循環され得る。管路１０６経由の蒸気は、一つ以上の蒸気タービン３９０、熱回収システム３８０、ガス化器１００又はそれらのいずれかの組み合わせに導入され得る。管路３９７における蒸気からの残余の熱は、凝縮システムに排除され得るか又はその地方の蒸気消費業者に販売され得る（示されていない）。
【００６７】
図４は一つ以上の実施形態による他の例示的なガス化システム４００を表す。一つ以上の実施形態において、ガス化システム４００は、一つ以上の統合された燃焼タービン４１０を含み得て、更に効率を高める。一つ以上の実施形態において、ガス化システム４００はＡＳＵ４２５を含み得て、管路１０８経由で酸素富有化酸化剤をガス化器１００に供給する。ガス化器１００、熱交換器３１０、微粒子除去システム３１５、ガス精製システム３２５、転化器システム３３０、ガス転化器３４０、Ｈ２分離器３５０、蒸気タービン３９０、熱回収システム３８０、発電機３７５、３９５及び空気分離ユニット４２５は、図１〜３に関して先に論じ、記載したのと同じか又は類似であり得る。
【００６８】
一つ以上の実施形態において、管路３３１経由の合成ガスの少なくとも一部及び／又は管路３５３経由のＨ２の少なくとも一部は一つ以上の燃焼タービン４１０用の燃料として用いられ得る。燃焼タービン４１０は、軸動力を産生し得て、高温の排ガス、及び一つ以上の発電機３７５を駆動する。管路３７３経由の燃焼タービン排ガスからの熱（一般的に約６００℃）は、熱回収システム３８０を用いて回収され得て、蒸気タービン３９０、ガス化器１００及び／又は他のプロセスにおける後の使用のために管路１０６経由の蒸気を発生させる。
【００６９】
管路４０２経由の周囲空気は、燃焼タービン４１０を用いて圧縮され得て、管路４１２経由の圧縮された空気が直接、ガス化器１００及び／又はＡＳＵ４２５に提供され得る。ＡＳＵ４２５内で分離された窒素はパージされ得て及び／又は管路４２７経由で一つ以上の燃焼タービン４１０にもどされ得て、燃焼タービンにおける燃焼温度を低下させることにより窒素酸化物放出を低減させる。窒素は、燃焼熱を有しない希釈剤、すなわち熱シンクとして作用する。燃焼タービン４１０に入る管路３３１経由の合成ガスは水で飽和され得て、窒素酸化物製造を更に最小にする（示されていない）。
【００７０】
ＡＳＵ４２５からの純粋な酸素、ほとんど純粋な酸素、本質的に酸素及び／又は酸素富有化空気は管路１０８経由でガス器１００に供給され得る。ＡＳＵ４２５は、窒素がほとんどなく酸素に富んだ供給原料を管路１０８経由でガス化器３０５に提供し得て、それにより管路１３５経由で提供される合成ガス中の窒素濃度を最小にし得る。純粋な又はほとんど純粋な酸素供給原料の使用により、本質的に窒素非含有であり得る、管路１３５経由の合成ガスをガス化器３０５が製造させることが可能になる。ＡＳＵ４２５は、図２に関して先に論じ、記載したＡＳＵと同じか又は類似であり得る。ＡＳＵ４２５は、高圧の極低温タイプの分離器であり得る。空気は管路４１６経由でＡＳＵ４２５に導入され得る。ＡＳＵ４２５から管路４２７経由で分離された窒素は燃焼タービン４１０に添加され得るか又は有用品として使用され得る。ＡＳＵ４２５は、管路１０８経由でガス化器３０５に供給された総酸化剤の約１０％、約３０％、約５０％、約７０％、約９０％又は約１００％を提供し得る。
【実施例】
【００７１】
以下に、実施例を示す。
【００７２】
本発明の実施形態を、以下のシミュレーションされた実施例で更に記載し得る。表１は、種々の供給原料：乾燥供給原料、すなわち、炭素質物質に水が添加されていない、水でスラリー化した５５重量％の、６２重量％の及び７０重量％の炭素質物質（水が混合物の残分である）についての基本的なプロセス条件をまとめている。表２及び表３は、図１〜４で先に記載した一つ以上の実施形態により、酸化剤として空気（表２）及び酸化剤として酸素（表３）を用いる非スラリー化プロセスと比較した、水含量が増加するにつれてのＣＯ２における増加及びＣＯにおける低減を示している。
【表１】
【００７３】
表１に示されているように、ガス化器の温度は９８２℃に維持され、圧力は３，６００ｋＰａに維持されている。混合物に添加された水の量が増加するにつれ、より多量の、示されているように空気である酸化剤が、例えば、図１において示されている管路１０８経由でガス化器１００に導入されることが必要である。スラリー化された混合物をガス化するために必要な付加的な熱を提供するために、付加的な酸化剤が必要である。例えば、図１での熱交換器３１０において発生し得る付加的な高圧蒸気は、３０重量％の水混合物では２２％増大し、３８重量％の水混合物では３２％増大し、４５重量％の水混合物では４３％増大する。前記発生する付加的な蒸気は付加的な動力を発生させるために用いられ得る。例えば、その蒸気は、管路３１３経由で蒸気タービン３９０に導入され得て、現場又は現場外で、発電機３９５経由で電力又は他の適する使用を提供する。
【表２】
【００７４】
表２に示されているように、炭素質物質に水が添加されていない乾燥炭素質物質は、酸化剤として空気を用いて、約７モル％のＣＯ２及び約２２モル％のＣＯを含有する、ガス化器出口における合成ガスを提供する。約３０重量％の水を含有するスラリー化された混合物では、ガス化器出口における合成ガス中のＣＯ２含量は約１０モル％に増加し、ＣＯは約１５モル％に低減する。より多くの、例えば、３８重量％及び４５重量％の水の添加により、それぞれ約１１％のＣＯ２及び約１２．５％のＣＯ並びに約１０％のＣＯ及び約１１．５％のＣＯ２を含有する合成ガスが製造される。ガス化器におけるＣＯ２の増加された製造は、合成ガスの特定の使用に依存して、下流でのＣＯ２シフト転化器の必要性を低減し得る又は除き得る。又、Ｈ２製造の量は、炭素質物質に約４５重量％の水を添加することにより、乾燥炭素質物質を用いたときの約１１モル％から約１２．３モル％に増加し、ガス化器出口における合成ガス中のメタン含量は約２．１モル％から約１．２モル％へと約５０％低減する。
【表３】
【００７５】
表３において示されているように、乾燥炭素質物質は、酸化剤として酸素を用いて約１５モル％のＣＯ２及び約４７モル％のＣＯを含有する、ガス化器出口における合成ガスを製造する。約３０重量％の水を含有するスラリー化された混合物では、ガス化器出口における合成ガス中のＣＯ２含量は約２０モル％に増加し、ＣＯは約２９モル％に低減する。より多くの、例えば３８重量％及び４５重量％の水の添加により、それぞれ、約２１モル％のＣＯ２及び約２３モル％のＣＯ、並びに約２１モル％のＣＯ２及び約１９モル％のＣＯを含有する合成ガスが製造される。
【００７６】
一組の数的な上限及び一組の数的な下限を用いて、特定の実施形態及び特徴を記載した。他に示されていなければ、いずれかの下限からいずれかの上限までの範囲が企図されると考えるべきである。特定の下限、上限及び範囲が、特許請求の範囲の一つ以上の請求項に見出される。すべての数値は「約」又は「およそ」示された値であり、当業者により予測される実験的誤差及び変動を考慮に入れる。
【００７７】
種々の用語を先に定義した。特許請求の範囲に用いられている用語が先に定義されていない範囲には、その用語には、少なくとも一つの印刷された刊行物又は発行された特許に反映されているように当業者がその用語に与えてきた最も広範な定義が与えられるべきである。更に、本明細書に引用されているすべての特許、試験手順及び他の文書は、その開示が本明細書と矛盾しない限り、かつそのような組み入れが許されるすべての管轄区域では、引用により完全に明細書に組み入れられる。
【００７８】
以上の記載は、本発明の実施形態に向けられているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他の更なる実施形態が考えられ得て、本発明の基本的な範囲は特許請求の範囲により決定される。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、炭素質物質の、より効率的な処理に利用することができる。
【符号の説明】
【００８０】
１００ ガス化器
１０２ 管路
１０４ 管路
１０６ 管路
１０８ 管路
１１０ 酸化域
１１５ ガス化域
１２０ 輸送管路
１３０ 分離器
１３５ 生成物回収管路
１４０ 再循環管路
２００ ガス化器システム
２０２ 管路
２０５ 混合器
２０７ 管路
２１０ 空気分離ユニット
２１２ 管路
３００ ガス化システム
３０５ ガス化器
３０９ 管路
３１０ 熱交換器
３１１ 管路
３１３ 管路
３１５ 微粒子除去システム
３１７ 管路
３１９ 管路
３２５ ガス精製システム
３２７ 管路
３２９ 管路
３３０ シフト及び／又は回収（転化器）システム
３３１ 管路
３３３ 管路
３３７ 管路
３３９ 管路
３４０ ガス転化器システム
３４３ 管路
３４７ 管路
３５０ Ｈ２分離器
３５１ 管路
３５３ 管路
３６０ 燃料電池
３６３ 管路
３６５ 燃焼器
３６７ 管路
３７０ ガスタービン
３７３ 管路
３７５ 発電機
３８０ 熱回収システム
３９０ 蒸気タービン
３９５ 発電機
３９７ 管路
４０２ 管路
４１０ 統合された燃焼タービン
４１２ 管路
４１６ 管路
４２５ 空気分離装置
４２７ 管路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素質物質を処理する方法であって、
炭素質物質と、少なくとも９０％液相である水を混合してスラリー化された混合物を提供する工程、
燃焼ガスの存在下で、前記スラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化して炭素質固体及び、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供する工程であって、前記合成ガスが約４００℃〜約１，６５０℃の温度である、工程、
前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離して合成ガス生成物及び炭素質固体を提供する工程、及び
酸化剤の存在下で、前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供する工程
を含む、方法。
【請求項２】
前記合成ガス生成物中の一酸化炭素の少なくとも一部を二酸化炭素に転化する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記合成ガス生成物から二酸化炭素の少なくとも一部を分離する工程、及び前記分離された二酸化炭素を地質層、水塊又は両方に貯蔵する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記合成ガス生成物から二酸化炭素の少なくとも一部を分離する工程の前に、前記合成ガス生成物中の一酸化炭素の少なくとも一部を二酸化炭素に転化する工程を更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記合成ガス生成物から二酸化炭素の少なくとも一部を分離する工程、及び前記分離された二酸化炭素の少なくとも一部をカーボネート、炭水化物又は両方に転化する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記合成ガス生成物から二酸化炭素の少なくとも一部を分離する工程の前に、前記合成ガス生成物中の一酸化炭素の少なくとも一部を二酸化炭素に転化する工程を更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記合成ガス生成物からの熱を水、蒸気又は両方に直接又は間接的に伝達して冷却された合成ガス生成物及び蒸気生成物を提供する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スラリー化された混合物の水濃度が約２０重量％〜約７０重量％の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記酸化剤が空気を含有しており、前記合成ガスが２０モル％未満の一酸化炭素及び少なくとも８モル％の二酸化炭素を含有している、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記酸化剤が本質的に窒素非含有であり、前記合成ガスが４０モル％未満の一酸化炭素及び少なくとも１６モル％の二酸化炭素を含有している、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
存在する酸化剤の量が、炭素質固体の総量を酸化するのに要求される化学量論量の酸素の約１％〜約６０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
炭素質物質を処理する方法であって、
炭素質物質と、少なくとも９０％液相である水とを混合してスラリー化された混合物を提供する工程、
ガス化域中の燃焼ガスの存在下で、前記スラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化して炭素質固体並びに水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供する工程であって、前記合成ガスが約４００℃〜約１，６５０℃の温度を有している、工程、
分離域において前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離して合成ガス生成物及び炭素質物質を提供する工程、及び
燃焼域において酸化剤の存在下で、前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供する工程
を含む、方法。
【請求項１３】
前記合成ガス生成物から二酸化炭素の少なくとも一部を分離する工程、及び前記分離された二酸化炭素を、地質層に、水塊に、カーボネート化合物として又はそれらのいずれかの組み合わせで貯蔵する工程を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記二酸化炭素を分離する工程の前に、前記合成ガス生成物中の一酸化炭素の少なくとも一部を二酸化炭素に転化する工程を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記スラリー化された混合物の水濃度が約２０重量％〜約７０重量％の範囲である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記酸化剤が空気を含有しており、前記合成ガスが２０モル％未満の一酸化炭素及び少なくとも８モル％の二酸化炭素を含有している、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記酸化剤が本質的に窒素非含有であり、前記合成ガスが４０モル％未満の一酸化炭素及び少なくとも１６モル％の二酸化炭素を含有している、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記合成ガス生成物からの熱を、水、蒸気又は両方に直接又は間接的に伝達して冷却された合成ガス生成物及び蒸気生成物を提供する工程を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
炭素質物質を処理するためのシステムであって、
炭素質物質、及び水混合物を燃焼ガスの存在下でガス化して炭素質固体及び、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供するのに適合したガス化域であって、前記水混合物が少なくとも９０％液相である、ガス化域、
前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を分離するのに適合した、ガス化域に流体連絡した分離器、及び
前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供するのに適合した、ガス化域と流体連絡した酸化域
を含む、システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、
前記合成ガスから二酸化炭素の少なくとも一部を分離して約１モル％未満の二酸化炭素しか含有していない合成ガス生成物を提供するのに適合した分離器を更に含み、
分離された二酸化炭素が、地質層に、水塊に、カーボネート化合物として又はそれらのいずれかの組み合わせの貯蔵に適している、請求項１９に記載のシステム。
【請求項１】
炭素質物質を処理する方法であって、
炭素質物質と、少なくとも９０％液相である水を混合してスラリー化された混合物を提供する工程、
燃焼ガスの存在下で、前記スラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化して炭素質固体及び、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供する工程であって、前記合成ガスが約４００℃〜約１，６５０℃の温度である、工程、
前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離して合成ガス生成物及び炭素質固体を提供する工程、及び
酸化剤の存在下で、前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供する工程
を含む、方法。
【請求項２】
前記合成ガス生成物中の一酸化炭素の少なくとも一部を二酸化炭素に転化する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記合成ガス生成物から二酸化炭素の少なくとも一部を分離する工程、及び前記分離された二酸化炭素を地質層、水塊又は両方に貯蔵する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記合成ガス生成物から二酸化炭素の少なくとも一部を分離する工程の前に、前記合成ガス生成物中の一酸化炭素の少なくとも一部を二酸化炭素に転化する工程を更に含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記合成ガス生成物から二酸化炭素の少なくとも一部を分離する工程、及び前記分離された二酸化炭素の少なくとも一部をカーボネート、炭水化物又は両方に転化する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記合成ガス生成物から二酸化炭素の少なくとも一部を分離する工程の前に、前記合成ガス生成物中の一酸化炭素の少なくとも一部を二酸化炭素に転化する工程を更に含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記合成ガス生成物からの熱を水、蒸気又は両方に直接又は間接的に伝達して冷却された合成ガス生成物及び蒸気生成物を提供する工程を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スラリー化された混合物の水濃度が約２０重量％〜約７０重量％の範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記酸化剤が空気を含有しており、前記合成ガスが２０モル％未満の一酸化炭素及び少なくとも８モル％の二酸化炭素を含有している、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記酸化剤が本質的に窒素非含有であり、前記合成ガスが４０モル％未満の一酸化炭素及び少なくとも１６モル％の二酸化炭素を含有している、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
存在する酸化剤の量が、炭素質固体の総量を酸化するのに要求される化学量論量の酸素の約１％〜約６０％である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
炭素質物質を処理する方法であって、
炭素質物質と、少なくとも９０％液相である水とを混合してスラリー化された混合物を提供する工程、
ガス化域中の燃焼ガスの存在下で、前記スラリー化された混合物の少なくとも一部をガス化して炭素質固体並びに水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供する工程であって、前記合成ガスが約４００℃〜約１，６５０℃の温度を有している、工程、
分離域において前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を選択的に分離して合成ガス生成物及び炭素質物質を提供する工程、及び
燃焼域において酸化剤の存在下で、前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供する工程
を含む、方法。
【請求項１３】
前記合成ガス生成物から二酸化炭素の少なくとも一部を分離する工程、及び前記分離された二酸化炭素を、地質層に、水塊に、カーボネート化合物として又はそれらのいずれかの組み合わせで貯蔵する工程を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記二酸化炭素を分離する工程の前に、前記合成ガス生成物中の一酸化炭素の少なくとも一部を二酸化炭素に転化する工程を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記スラリー化された混合物の水濃度が約２０重量％〜約７０重量％の範囲である、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記酸化剤が空気を含有しており、前記合成ガスが２０モル％未満の一酸化炭素及び少なくとも８モル％の二酸化炭素を含有している、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記酸化剤が本質的に窒素非含有であり、前記合成ガスが４０モル％未満の一酸化炭素及び少なくとも１６モル％の二酸化炭素を含有している、請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記合成ガス生成物からの熱を、水、蒸気又は両方に直接又は間接的に伝達して冷却された合成ガス生成物及び蒸気生成物を提供する工程を更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
炭素質物質を処理するためのシステムであって、
炭素質物質、及び水混合物を燃焼ガスの存在下でガス化して炭素質固体及び、水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含有している合成ガスを提供するのに適合したガス化域であって、前記水混合物が少なくとも９０％液相である、ガス化域、
前記合成ガスから前記炭素質固体の少なくとも一部を分離するのに適合した、ガス化域に流体連絡した分離器、及び
前記分離された炭素質固体の少なくとも一部を燃焼して前記燃焼ガスの少なくとも一部を提供するのに適合した、ガス化域と流体連絡した酸化域
を含む、システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載のシステムであって、
前記合成ガスから二酸化炭素の少なくとも一部を分離して約１モル％未満の二酸化炭素しか含有していない合成ガス生成物を提供するのに適合した分離器を更に含み、
分離された二酸化炭素が、地質層に、水塊に、カーボネート化合物として又はそれらのいずれかの組み合わせの貯蔵に適している、請求項１９に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１３２９０２（Ｐ２０１０−１３２９０２Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−２７１０３５（Ｐ２００９−２７１０３５）
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【出願人】（５０８３６４７４９）ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２７１０３５（Ｐ２００９−２７１０３５）
【出願日】平成２１年１１月３０日（２００９．１１．３０）
【出願人】（５０８３６４７４９）ケロッグ ブラウン アンド ルート エルエルシー (10)
【Ｆターム（参考）】
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