原料流体的处理设备的制作方法

本发明涉及一种包括加热原料流体并使其反应而产生反应气体的处理的技术。本技术主张基于2019年3月15日于日本技术的专利申请2019-048890号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术：

1、为了保护地球环境且减少co2排出量，将即便燃烧也不排出co2的氢用作燃料是有利的选项。但是，例如，与作为燃气涡轮机的燃料普遍使用的液化天然气等燃料相比，氢的输送及贮藏并不容易。因此，正在研究将能够转换为氢的氨用作燃料。并且，例如，正在研究将甲醇等也用作燃料。

2、以下专利文献1、2中公开有燃气涡轮机设备。该燃气涡轮机设备具备加热氨而将该氨热分解反应成氢和氮的原料反应设备。原料反应设备具有一台热交换装置。该一台热交换装置具有来自燃气涡轮机的排气流动的气体框及配置于该气体框中的传热管。在该一台热交换装置中，使在传热管内流过来的液态氨与在气体框内流动的排气进行热交换而加热氨而使该氨热分解反应并使其成为包含氢和氮的反应气体。该反应气体被引导至燃气涡轮机的燃烧器。

3、以往技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开平04-342829号公报

6、专利文献2：日本特开2018-076794号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术课题

2、在上述专利文献1、2中所记载的技术中，在一台热交换装置中，使液态氨与排气进行热交换而加热氨并使该氨热分解反应，因此排气的热能损失变大。并且，在上述专利文献1、2中所记载的技术中，并未有效利用反应后的反应气体的热。因此，在上述专利文献1、2中所记载的技术中，成套设备的热效率降低。

3、因此，本发明的目的在于提供一种在使氨等原料流体反应时，能够抑制排气等热源的热能损失并提高成套设备的热效率的技术。

4、用于解决技术课题的手段

5、用于实现上述目的的发明所涉及的一方式的原料流体的处理设备具备加热原料流体并使其反应而生成反应气体的原料反应设备。

6、所述原料反应设备具有预热所述原料流体的预热器、进一步加热通过所述预热器预热的所述原料流体并使其反应而生成反应气体的反应器、第1热介质流动的第1热介质管路及与所述第1热介质不同的第2热介质流动的第2热介质管路。所述反应器为使所述原料流体与所述第1热介质进行热交换而加热所述原料流体并使其反应的热交换器。所述预热器为使所述原料流体与所述第2热介质进行热交换而加热所述原料流体的热交换器。所述第1热介质管路将所述第1热介质引导至所述反应器。所述第2热介质管路将所述第2热介质引导至所述预热器。

7、在本方式中，在加热原料流体并使其反应时，首先，使与第1热介质不同的第2热介质与原料流体进行热交换而预热原料流体。然后，在本方式中，使第1热介质与预热后的原料流体进行热交换而加热原料流体并使其反应。因此，在本方式中，与利用一种热介质来加热原料流体且使其反应的情况相比，能够减少用于加热第1热介质的热量。因此，在本方式中，能够抑制用于加热第1热介质的排气等热源的热能损失。

8、在此，在所述一方式的原料流体的处理设备中，可以使流过所述第1热介质管路的所述第1热介质的恒压比热与流量的乘积大于流过所述第2热介质管路的所述第2热介质的恒压比热与流量的乘积。

9、在本方式中，能够对为了原料流体的反应而需要大量的热的反应器的温度级别投入较多的热量，并且能够对较少的热量便足够的预热器的温度级别投入较少的热量。因此，能够不多不少地投入每个温度级别所需的热量，从而能够根据温度级别有效地利用热。

10、在以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，还可以具备余热利用设备，其具有热循环介质循环的余热利用热循环，利用热源的热而加热所述热循环介质，并且利用已加热的所述热循环介质。在该情况下，所述余热利用设备利用所述热源的热而加热所述第1热介质。所述第1热介质管路将通过所述热源的热加热的所述第1热介质引导至所述反应器。

11、在本方式中，在热循环中能够有效利用热源的热中未用于反应气体的生成的部分，从而能够提高成套设备的输出、效率。

12、在具备所述余热利用设备的所述方式的原料流体的处理设备中，还可以具备排气产生设备，其产生排气。在该情况下，所述热源为来自所述排气产生设备的所述排气。所述余热利用设备通过使所述热循环介质与所述排气进行热交换而进行加热。所述余热利用设备具有所述排气流动的气体框及设置于所述气体框内并且使所述第1热介质与所述排气进行热交换而加热所述第1热介质的第1热介质加热器。所述第1热介质管路与所述余热利用设备的所述第1热介质加热器连接，并且将通过所述排气的热加热的所述第1热介质引导至所述反应器。

13、在本方式中，通过有效利用来自排气产生设备的排气的热，能够提高成套设备的效率。

14、在具备所述排气产生设备的所述方式的原料流体的处理设备中，所述排气产生设备可以是将所述反应气体用作燃料的反应气体利用设备。

15、在本方式中，能够设置与余热利用设备不同的反应气体利用设备，在余热利用设备中能够进一步利用在反应气体利用设备中利用反应气体之后的余热，因此能够重复回收反应气体所具有的能量，从而能够以高效率利用能量。

16、在具有所述第1热介质加热器的所述方式的原料流体的处理设备中，所述原料反应设备可以具有使与所述原料流体热交换之后的所述第1热介质从所述反应器返回到所述第1热介质加热器的第1热介质回收管路。

17、在本方式中，第1热介质在反应器与第1热介质加热器之间循环。因此，在本方式中，能够将从第1热介质加热器流出的第1热介质的温度与流入第1热介质加热器的第1热介质的温度差限制在最小限度。因此，在本方式中，从该观点考虑，也能够减少用于加热第1热介质的热量。

18、在具有所述第1热介质回收管路的所述方式的原料流体的处理设备中，所述反应器可以构成为与所述原料流体热交换之前的所述第1热介质和与所述原料流体热交换之后的所述第1热介质不发生相变。

19、在本方式中，在第1热介质在反应器与第1热介质加热器之间循环的过程中不发生相变。因此，在本方式中，与第1热介质发生相变的情况相比，能够减少用于加热第1热介质的热量。

20、在具有所述余热利用热循环的任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述第1热介质及所述第2热介质中的至少一种热介质可以是与所述热循环介质相同的物质。

21、在本方式中，第1热介质或第2热介质为与热循环介质相同的物质，因此能够轻松地进行第1热介质或第2热介质的质量等的管理。

22、在所述第1热介质或所述第2热介质为与热循环介质相同的物质的所述方式的原料流体的处理设备中，可以使一种热介质的压力低于余热利用热循环内的热循环介质的最高压力。

23、在本方式中，无需设置单独的供给设备，能够轻松地将第1热介质供给至反应器或将第2热介质供给至预热器。尤其，在启动时、由密封泄漏等引起的第1热介质的压力下降时，能够轻松地将第1热介质供给至反应器或将第2热介质供给至预热器。

24、在以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述反应器可以具有进一步加热通过所述预热器预热的所述原料流体并使其反应而生成反应气体的预反应器及进一步加热来自所述预反应器的气体而使来自所述预反应器的气体中所包含的所述原料流体反应的后反应器。在该情况下，所述预反应器使所述第1热介质的一种即第1低温热介质与所述原料流体进行热交换而加热所述原料流体。所述后反应器使所述第1热介质的一种且与所述第1低温热介质不同的第1高温热介质与来自所述预反应器的气体进行热交换而加热来自所述预反应器的气体。所述第1热介质管路具有所述第1低温热介质流动的第1低温热介质管路及所述第1高温热介质流动的第1高温热介质管路。所述第1低温热介质管路与所述预反应器连接，并且将所述第1低温热介质引导至所述预反应器。所述第1高温热介质管路与所述后反应器连接，并且将所述第1高温热介质引导至所述后反应器。

25、在本方式中，分为预反应器中的反应及后反应器中的反应这两个阶段来执行原料流体的反应，因此能够降低从后反应器流出的反应气体中所包含的残留原料的浓度。而且，在本方式中，在后反应器中与反应气体进行热交换的第1热介质的温度高于在预反应器中与原料流体进行热交换的第1热介质的温度，因此能够有效地利用用于反应的热。并且，通过将反应器分割为预反应器及后反应器，并且分别供给热介质，能够不多不少地投入各自的每个温度级别所需的热量，从而能够根据温度级别有效地利用热。

26、在具备所述余热利用设备及所述排气产生设备的以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述反应器可以具有进一步加热通过所述预热器预热的所述原料流体并使其反应而生成反应气体的预反应器及进一步加热来自所述预反应器的气体而使来自所述预反应器的气体中所包含的所述原料流体反应的后反应器。在该情况下，所述第1热介质加热器具有使所述第1热介质的一种即第1低温热介质与所述排气进行热交换而加热所述第1低温热介质的第1低温热介质加热器及使所述第1热介质的一种即第1高温热介质与所述排气进行热交换而加热所述第1高温热介质的第1高温热介质加热器。所述第1高温热介质加热器在所述气体框内配置于比所述第1低温热介质加热器更靠所述排气流动的上游侧。所述第1热介质管路具有所述第1低温热介质流动的第1低温热介质管路及所述第1高温热介质流动的第1高温热介质管路。所述第1低温热介质管路与所述第1低温热介质加热器连接，并且将通过所述排气加热的所述第1低温热介质引导至所述预反应器。所述第1高温热介质管路与所述第1高温热介质加热器连接，并且将通过所述排气加热的所述第1高温热介质引导至所述后反应器。

27、在本方式中，分为预反应器中的反应及后反应器中的反应这两个阶段来执行原料流体的反应，因此能够降低从后反应器流出的反应气体中所包含的残留原料的浓度。而且，在本方式中，在后反应器中与反应气体进行热交换的第1热介质的温度高于在预反应器中与原料流体进行热交换的第1热介质的温度，因此能够有效地利用用于反应的热。并且，通过将反应器分割为预反应器及后反应器，并且分别供给热介质，能够不多不少地投入各自的每个温度级别所需的热量，从而能够根据温度级别有效地利用热。

28、在具有所述预反应器及所述后反应器的所述方式的原料流体的处理设备中，所述余热利用设备可以具有利用所述排气的热而使水成为蒸汽的余热回收锅炉，所述余热回收锅炉具有所述气体框，所述第1低温热介质及第1高温热介质均为水或蒸汽。

29、在具有所述预反应器及所述后反应器的以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述余热利用设备可以具有对在所述气体框内流动的所述排气中喷射燃料而使所述燃料燃烧的燃烧器。在该情况下，所述燃烧器在所述气体框内配置于比所述第1高温热介质加热器更靠所述排气流动的上游侧。所述第1高温热介质加热器使通过从所述燃烧器喷射的所述燃料的燃烧生成的燃烧气体与所述第1高温热介质进行热交换而加热所述第1高温热介质。

30、在本方式中，与仅通过排气来加热第1热介质的情况相比，能够获得高温的第1热介质，因此能够促进原料流体的反应，从而能够降低反应气体中所包含的原料流体的浓度。

31、并且，在具备具有所述气体框的所述余热利用设备的以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述余热利用设备可以具有对在所述气体框内流动的所述排气中喷射所述燃料而使所述燃料燃烧的燃烧器。在该情况下，所述燃烧器在所述气体框内配置于比所述第1热介质加热器更靠所述排气流动的上游侧。所述第1热介质加热器使通过从所述燃烧器喷射的所述燃料的燃烧生成的燃烧气体与所述第1热介质进行热交换而加热所述第1热介质。

32、在本方式中，与仅通过排气来加热第1热介质的情况相比，能够获得高温的第1热介质，因此能够促进原料流体的反应，从而能够降低反应气体中所包含的原料流体的浓度。

33、在具有所述第1低温热介质管路及所述第1高温热介质管路的以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，可以使流过所述第1低温热介质管路的所述第1低温热介质的恒压比热与流量的乘积大于流过所述第1高温热介质管路的所述第1高温热介质的恒压比热与流量的乘积。

34、在本方式中，能够对为了原料流体的反应而需要大量的热的反应器的温度级别投入较多的热量，并且能够对较少的热量便足够的预热器的温度级别投入较少的热量。因此，能够不多不少地投入每个温度级别所需的热量，从而能够根据温度级别有效地利用热。尤其，当大部分的原料流体的反应在预反应器中进行时，能够减少投入于后反应器的高温的第1高温热介质的所需流量，因此能够节约高温的热并且能够提高热利用效率。

35、在具有所述燃烧器的以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述余热利用设备可以具有将所述气体框内的比所述第1热介质加热器更靠所述排气流动的上游侧分隔为所述排气的一部分流动的第1排气流路及所述排气的剩余部分流动的第2排气流路的分隔部件。在该情况下，所述燃烧器对所述第1排气流路内喷射所述燃料。

36、在本方式中，仅对排气的一部分投入燃料并使其燃烧，并且用于第1热介质的加热，因此能够以较少的再热燃料来有效地提高第1热介质的温度，从而能够节约再热燃料并且能够提高成套设备效率。

37、在具备所述反应气体利用设备的以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述原料反应设备可以具有通过所述反应器生成的所述反应气体流动的反应气体管路及除去流过所述反应气体管路的所述反应气体中所包含的原料流体即残留原料并排出已除去所述残留原料的反应气体即已处理反应气体的残留原料除去装置。在该情况下，所述排气产生设备利用所述反应气体的一部分即所述已处理反应气体。

38、在本方式中，能够减少输送至反应气体利用设备的反应气体中的残留原料。

39、在具有所述残留原料除去装置的所述方式的原料流体的处理设备中，所述第2热介质可以是所述反应气体，所述第2热介质管路可以是所述反应气体管路。

40、在本方式中，在预热器中，原料流体与作为第2热介质的反应气体热交换，原料流体被加热，另一方面反应气体被冷却。因此，在本方式中，能够向残留原料除去装置输送低温的反应气体。并且，通过有效利用反应气体冷却的余热，能够提高成套设备效率。

41、在以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述预热器可以具有加热并气化液态的所述原料流体的气化器及加热来自所述气化器的气态的所述原料流体的气体加热器。在该情况下，所述气化器为使所述第2热介质的一种即气化用第2热介质与所述液态的原料流体进行热交换而加热所述液态的原料流体的热交换器。并且，所述气体加热器为使所述第2热介质的一种且与所述气化用第2热介质不同的气体加热用第2热介质与所述气态的原料流体进行热交换而加热所述气态的原料流体的热交换器。

42、在本方式中，在需要较大的热量的原料流体的气化及所需的热量较小的气态下的加热中使用不同的热介质。在本方式中，能够对原料流体的气化及气态下的加热不多不少地投入各自的每个温度级别所需的热量，从而能够根据温度级别有效地利用热。

43、在具有所述气化器及所述气体加热器的所述方式的原料流体的处理设备中，可以使在所述气化器内流动的所述气化用第2热介质的恒压比热与流量的乘积大于在所述气体加热器内流动的所述气体加热用第2热介质的恒压比热与流量的乘积。

44、在本方式中，能够对为了原料流体的气化而需要大量的热的气化器的温度级别投入较多的热量，并且能够对气体加热器的温度级别投入较少的热量便足够的热量。因此，能够不多不少地投入每个温度级别所需的热量，能够根据温度级别有效地利用热，从而能够提高热利用效率。

45、在具有所述气化器及所述气体加热器的所述方式的原料流体的处理设备中，所述气化器可以具有接收气态的所述气化用第2热介质并且使所述气态的气化用第2热介质与所述液态的原料流体进行热交换而冷却并冷凝所述气态的气化用第2热介质的能力。

46、在本方式中，将在恒定温度下冷凝的气化用第2热介质作为热源，能够在恒定温度下使热源介质气化。因此，在本方式中，有效利用相对较低的恒定温度的热而使原料流体气化，从而能够提高热利用效率。

47、在具有所述气化器及所述气体加热器的所述方式的原料流体的处理设备中，所述气化器可以具有将所述液态的原料流体保持液态的状态升温的液相预热器及加热并气化来自所述液相预热器的所述液态的原料流体的相变预热器。在该情况下，所述液相预热器为使所述气化用第2热介质的一种即液相预热用第2热介质与所述液态的原料流体进行热交换而加热所述液态的原料流体的热交换器。所述相变预热器为使所述气化用第2热介质的一种且与所述液相预热用第2热介质不同的相变预热用第2热介质与来自所述液相预热器的所述液态的原料流体进行热交换而加热所述液态的原料流体的热交换器。

48、在本方式中，将气化器分割为使液相的原料流体气化的部分及保持液相的状态预热原料流体的部分。而且，在需要较大热量的原料流体的气化及所需的热量较小的保持液相状态的加热中使用不同的热介质。因此，在本方式中，能够对原料流体的气化及保持液相状态的加热不多不少地投入各自的每个温度级别所需的热量，从而能够根据温度级别有效地利用热。

49、在具有所述液相预热器及所述相变预热器的所述方式的原料流体的处理设备中，可以使在所述相变预热器内流动的所述相变预热用第2热介质的恒压比热与流量的乘积大于在所述液相预热器内流动的所述液相预热用第2热介质的恒压比热与流量的乘积。

50、在本方式中，能够对为了原料流体的气化而需要大量的热的相变预热器的温度级别投入较多的热量，并且能够对较少的热量便足够的液相预热器的温度级别投入较少的热量。因此，能够不多不少地投入每个温度级别所需的热量，能够根据温度级别有效地利用热，从而能够提高热利用效率。

51、在具有所述液相预热器及所述相变预热器的所述方式的原料流体的处理设备中，所述相变预热器可以具有接收气态的所述相变预热用第2热介质并且使所述气态的相变预热用第2热介质与来自所述液相预热器的所述液态的原料流体进行热交换而冷却并冷凝所述气态的相变预热用第2热介质的能力。

52、在本方式中，将在恒定温度下冷凝的相变预热用第2热介质作为热源，能够在恒定温度使原料流体气化。因此，在本方式中，有效利用相对较低的恒定温度的热而使原料流体气化，从而能够提高热利用效率。

53、在具有余热利用热循环的以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，可以具备一个以上热循环。在该情况下，所述一个以上热循环包括所述热循环介质循环的所述余热利用热循环。所述原料反应设备具有所述第2热介质流动的第2热介质回收管路。所述第2热介质为在所述一个以上热循环中的第1热循环中流动的第1热循环介质的至少一部分。所述第2热介质管路将流过所述第1热循环中的第1部的所述第1热循环介质作为所述第2热介质引导至所述预热器。所述第2热介质回收管路向在所述第1热循环中比流过所述第1部的第1热循环介质更低温度的所述第1热循环介质流动的第2部引导通过与所述原料流体的热交换冷却的所述第1热循环介质。

54、在本方式中，能够将在第1热循环中流动的第1热循环介质利用于原料流体的预热。

55、在具有所述第1热循环的所述方式的原料流体的处理设备中，所述第1热循环可以是所述余热利用热循环。在该情况下，所述第1热循环介质为作为在所述余热利用热循环内循环的所述热循环介质的水或蒸汽。

56、在具备具有所述气体框的所述余热利用设备的以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述余热利用设备可以具有在所述气体框内配置于比所述第1热介质加热器更靠所述排气流动的下游侧并且使所述热循环介质的至少一部分与所述排气进行热交换而加热所述热循环介质的至少一部分的第2热介质加热器。在该情况下，所述原料反应设备具有所述第2热介质流动的第2热介质回收管路。所述第2热介质管路将通过所述第2热介质加热器加热的所述热循环介质的至少一部分作为所述第2热介质引导至所述预热器。所述第2热介质回收管路向所述余热利用热循环中比所述第2热介质加热器中的所述热循环介质更低温度的所述热循环介质流动的部分引导通过所述预热器冷却之后的所述热循环介质。

57、在本方式中，通过排气eg来加热在余热利用热循环内循环的热循环介质的一部分，并且将该热循环介质设为第2热介质。因此，在本实施方式中，能够轻松地进行第2热介质的质量等的管理。

58、在以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，可以具备气态的工作介质循环的布雷顿循环。所述布雷顿循环具有压缩所述工作介质的介质压缩机、加热通过所述介质压缩机压缩的工作介质的介质加热器、由通过所述介质加热器加热的工作介质驱动的介质涡轮机及冷却从所述介质涡轮机排出的工作介质的介质冷却器。在该情况下，所述原料反应设备具有所述第2热介质流动的第2热介质回收管路。所述介质冷却器构成所述预热器的至少一部分。所述第2热介质管路将从所述介质涡轮机排出的所述工作介质作为所述第2热介质引导至所述介质冷却器。所述第2热介质回收管路将在所述介质冷却器中通过与所述原料流体的热交换冷却的所述工作介质作为所述第2热介质引导至所述介质压缩机。

59、在本方式中，在构成预热器的一部分的介质冷却器中使原料流体与工作介质进行热交换而冷却工作介质。因此，在本方式中，能够利用原料流体的热而使布雷顿循环进行动作，从而能够提高成套设备的输出。

60、在具备具有所述气体框的所述余热利用设备的以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述预热器可以是在所述气体框内配置于比所述第1热介质加热器更靠所述排气流动的下游侧并且使所述原料流体与所述作为第2热介质的所述排气进行热交换而加热所述原料流体的热交换器。在该情况下，所述第2热介质管路具有所述气体框的一部分而构成。

61、在本方式中，将被带走较多的热的排气即低温的排气的热利用于原料流体的预热。因此，在本方式中，能够有效利用低温的排气的热。

62、在所述预热器配置于所述气体框内的所述方式的原料流体的处理设备中，所述余热利用设备可以具有配置于所述气体框内并且使液相的所述热循环介质与所述排气进行热交换而使液相的所述热循环介质成为气相的所述热循环介质的一个以上蒸发器。在该情况下，所述预热器在所述气体框内配置于比一个以上所述蒸发器中最靠所述下游侧的蒸发器更靠所述下游侧。在所述排气的流动方向上，在所述第1热介质加热器与所述预热器之间配置有一个以上所述蒸发器中的至少一个蒸发器。

63、在具有所述残留原料除去装置的所述方式的原料流体的处理设备中，可以具备第3热介质流动并且利用已加热的所述第3热介质的热循环。在该情况下，所述原料反应设备具有与所述热循环连接的第3热介质管路及第3热介质回收管路以及冷却反应气体的反应气体冷却器。所述反应气体冷却器设置于所述反应气体管路中，并且使流过所述反应气体管路的所述反应气体与所述第3热介质进行热交换而冷却所述反应气体，另一方面加热所述第3热介质。所述第3热介质管路将加热之前的所述第3热介质的至少一部分从所述热循环引导至所述反应气体冷却器。所述第3热介质回收管路将通过所述反应气体冷却器加热之后的所述第3热介质引导至所述热循环。所述残留原料除去装置从通过所述反应气体冷却器冷却的所述反应气体中除去所述残留原料。

64、在本方式中，能够对残留原料除去装置输送已冷却的反应气体rg。并且，在本方式中，能够有效地利用反应气体冷却的余热而对热循环输送已加热的第3热介质，从而能够提高成套设备的效率。

65、在具备利用所述第3热介质的所述热循环的所述方式的原料流体的处理设备中，所述排气产生设备可以具有燃气涡轮机。所述燃气涡轮机具有压缩空气而生成燃烧用空气的空气压缩机、将所述已处理反应气体作为燃料在所述燃烧用空气中进行燃烧而生成燃烧气体的燃烧器及由所述燃烧气体驱动而将所述燃烧气体作为所述排气排出的涡轮机。所述热循环为具有所述排气产生设备中所包含的所述燃气涡轮机而构成的燃气涡轮机循环。所述第3热介质管路将来自所述残留原料除去装置的所述已处理反应气体作为所述第3热介质引导至所述反应气体冷却器。所述第3热介质回收管路将通过所述反应气体冷却器加热之后的所述已处理气体引导至所述燃烧器。

66、在本方式中，在反应气体冷却器中，使反应气体与作为燃料的已处理反应气体进行热交换而冷却反应气体，另一方面加热燃料。因此，在本方式中，能够对残留原料除去装置输送已冷却的反应气体，并且能够对燃烧器输送已预热的燃料，从而能够提高成套设备的效率。并且，通过在残留原料除去装置中除去反应气体中所残留的残留原料，能够减少输送至燃烧器的燃料的残留原料的浓度，并且能够减少由燃料中的残留原料引起的大气污染物质的产生。

67、在具备利用所述第3热介质的所述热循环的所述方式的原料流体的处理设备中，所述排气产生设备可以具有燃气涡轮机。所述燃气涡轮机具有压缩空气而生成燃烧用空气的空气压缩机、将所述已处理反应气体作为燃料在所述燃烧用空气中进行燃烧而生成燃烧气体的燃烧器及由所述燃烧气体驱动而将所述燃烧气体作为所述排气排出的涡轮机。所述热循环为具有所述排气产生设备中所包含的所述燃气涡轮机而构成的燃气涡轮机循环。所述第3热介质管路将来自所述空气压缩机的所述燃烧用空气作为所述第3热介质引导至所述反应气体冷却器。所述第3热介质回收管路将通过所述反应气体冷却器加热之后的所述燃烧用空气引导至所述燃烧器。

68、在本方式中，在反应气体冷却器中，使反应气体与燃烧用空气进行热交换而冷却反应气体，另一方面加热燃烧用空气。因此，在本方式中，能够对残留原料除去装置输送已冷却的反应气体，并且能够对燃烧器输送已预热的燃烧用空气。

69、在具备利用所述第3热介质的所述热循环的所述方式的原料流体的处理设备中，所述排气产生设备可以具备将所述已处理反应气体作为燃料而驱动的燃气涡轮机。所述余热利用设备具有利用从所述燃气涡轮机排出的排气的热而使水蒸发的余热回收锅炉、由来自所述余热回收锅炉的蒸汽驱动的蒸汽涡轮机、使从所述蒸汽涡轮机排出的蒸汽恢复为水的冷凝器及将所述冷凝器内的水输送至所述余热回收锅炉的供水泵。所述热循环为具有所述余热回收锅炉、所述蒸汽涡轮机、所述冷凝器及所述供水泵而构成的朗肯循环。所述第3热介质管路将流过所述朗肯循环中的第1部的水或蒸汽的至少一部分作为所述第3热介质引导至所述反应气体冷却器。所述第3热介质回收管路向在所述朗肯循环中比流过所述第1部的水或蒸汽更高温度的水或蒸汽流动的第2部引导通过所述反应气体冷却器加热之后的水或蒸汽。

70、在本方式中，在反应气体冷却器中，使反应气体与在朗肯循环中流动的水或蒸汽进行热交换而冷却反应气体，另一方面加热水或蒸汽。因此，在本方式中，能够对残留原料除去装置输送已冷却的反应气体，并且能够使已加热的水或蒸汽返回到朗肯循环，从而能够提高朗肯循环的热效率。

71、在具备利用所述第3热介质的所述热循环的所述方式的原料流体的处理设备中，可以具备沸点低于水的低沸点介质循环的低沸点介质朗肯循环。所述低沸点介质朗肯循环具有提高液相的低沸点介质的压力的介质升压机、加热通过所述介质升压机升压的所述液相的低沸点介质并使其成为气相的低沸点介质的介质加热器、由来自所述介质加热器的所述气相的低沸点介质驱动的介质涡轮机及冷却并冷凝从所述介质涡轮机排出的所述气相的低沸点介质的介质冷却器。所述热循环为所述低沸点介质朗肯循环。所述反应气体冷却器形成所述介质加热器。所述第3热介质管路将通过所述介质升压机升压的所述液相的低沸点介质作为所述第3热介质引导至形成所述介质加热器的所述反应气体冷却器。所述第3热介质回收管路将来自所述反应气体冷却器的所述气相的低沸点介质引导至所述介质涡轮机。

72、在本方式中，在形成低沸点介质朗肯循环的介质加热器的反应气体冷却器中使反应气体与低沸点介质进行热交换而冷却反应气体，另一方面加热低沸点介质。因此，在本方式中，能够利用反应气体的热而使低沸点介质朗肯循环进行动作，从而能够提高成套设备的输出。

73、在具备利用所述第3热介质的所述热循环的所述方式的原料流体的处理设备中，可以具备气态的工作介质循环的布雷顿循环。所述布雷顿循环具有压缩所述工作介质的介质压缩机、加热通过所述介质压缩机压缩的工作介质的介质加热器、由通过所述介质加热器加热的工作介质驱动的介质涡轮机及冷却从所述介质涡轮机排出的工作介质的介质冷却器。所述热循环为所述布雷顿循环。所述反应气体冷却器形成所述介质加热器。所述第3热介质管路将来自所述介质压缩机的所述工作介质作为所述第3热介质引导至形成所述介质加热器的所述反应气体冷却器。所述第3热介质回收管路将来自所述反应气体冷却器的所述工作介质引导至所述介质涡轮机。

74、在本方式中，在形成布雷顿循环的介质加热器的反应气体冷却器中，使反应气体与工作介质进行热交换而冷却反应气体，另一方面加热工作介质。因此，在本方式中，能够利用反应气体的热而使布雷顿循环进行动作，从而能够提高成套设备的输出。

75、在以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述原料反应设备可以具有将使所述原料流体氧化反应的氧化剂投入到通过所述预热器之后的所述原料流体中的氧化剂投入装置。

76、在本方式中，原料流体的一部分与氧化剂进行氧化反应而产生热。其结果，在本方式中，原料流体的温度提高而促进原料流体的反应，从而能够降低反应气体中的原料流体的浓度。

77、在具有所述氧化剂投入装置的所述方式的原料流体的处理设备中，所述反应器可以具有进一步加热通过所述预热器预热的所述原料流体并使其反应而生成反应气体的预反应器及使来自所述预反应器的气体中所包含的所述原料流体进一步反应的后反应器。在该情况下，所述氧化剂投入装置对通过所述预热器之后且从所述预反应器流出之前的所述原料流体及通过了所述预反应器的气体且从所述后反应器流出之前的气体中的至少一种投入所述氧化剂。

78、在具有所述氧化剂投入装置的以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述氧化剂投入装置可以具有压缩空气而生成压缩空气的压缩机。在该情况下，所述氧化剂投入装置将所述压缩空气作为所述氧化剂投入到通过所述预热器之后的所述原料流体中。

79、在所述氧化剂投入装置具有所述压缩机的所述方式的原料流体的处理设备中，还可以具备燃气涡轮机。所述燃气涡轮机具有压缩空气而生成燃烧用空气的空气压缩机、在所述燃烧用空气中使燃料燃烧而生成燃烧气体的燃烧器及由所述燃烧气体驱动而将所述燃烧气体作为排气排出的涡轮机。所述氧化剂投入装置的所述压缩机的至少一部分为所述燃气涡轮机的所述空气压缩机。所述氧化剂投入装置将来自所述空气压缩机的所述燃烧用空气的一部分作为所述氧化剂投入到通过所述预热器之后的所述原料流体中。

80、用于实现上述目的的发明所涉及的另一方式的原料流体的处理设备具备加热原料流体并使其反应而生成反应气体的原料反应设备及第3热介质流动并且利用已加热的所述第3热介质的热循环。

81、所述原料反应设备具有加热所述原料流体并使其反应而生成反应气体的反应器、通过所述反应器生成的所述反应气体流动的反应气体管路、与所述热循环连接的第3热介质管路及第3热介质回收管路以及冷却所述反应气体的反应气体冷却器。所述反应气体冷却器设置于所述反应气体管路中，并且使流过所述反应气体管路的所述反应气体与所述第3热介质进行热交换而冷却所述反应气体，另一方面加热所述第3热介质。所述第3热介质管路将加热之前的所述第3热介质的至少一部分从所述热循环引导至所述反应气体冷却器。所述第3热介质回收管路将通过所述反应气体冷却器加热之后的所述第3热介质引导至所述热循环。

82、根据本方式，能够通过反应气体冷却器的余热加热第3热介质并且利用于热循环，因此有效利用余热，从而能够提高成套设备的效率。

83、在所述另一方式的原料流体的处理设备中，所述反应气体冷却器可以具有能够将所述第3热介质加热至比所述反应器的所述原料流体的入口的所述原料流体的温度更高温度的能力。

84、根据本方式，即使在反应器内的反应中需要大量的热的情况下，通过有效利用反应气体冷却器的余热，也能够将热循环的介质的温度提高至反应器的温度级别，从而热循环的效率提高，成套设备的效率进一步提高。

85、在所述另一方式的原料流体的处理设备中，还可以具备使通过所述原料反应设备生成的所述反应气体燃烧而产生排气的排气产生设备。

86、根据本方式，有效利用所生成的反应气体，从而提高成套设备的效率。

87、在以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述排气产生设备可以具有燃气涡轮机。所述燃气涡轮机具有压缩空气而生成燃烧用空气的空气压缩机、将所述反应气体作为燃料在所述燃烧用空气中进行燃烧而生成燃烧气体的燃烧器及由所述燃烧气体驱动而将所述燃烧气体作为排气排出的涡轮机。

88、在以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述余热利用设备可以具有利用作为所述热源的排气的热而使水蒸发的余热回收锅炉、由来自所述余热回收锅炉的蒸汽驱动的蒸汽涡轮机、使从所述蒸汽涡轮机排出的蒸汽恢复为水的冷凝器、将所述冷凝器内的水引导至所述余热回收锅炉的供水管路及设置于所述供水管路的供水泵。所述余热回收锅炉具有所述排气流动的所述气体框。

89、在具有所述供水管路的所述方式的原料流体的处理设备中，所述余热利用设备可以具有使流过所述供水管路的水与从所述蒸汽涡轮机抽出的蒸汽进行热交换而加热所述水的供水预热器。

90、在本方式中，能够通过供水预热器加热流过供水管路的水。因此，在本方式中，能够提高流入余热回收锅炉的供水的温度。若流入余热回收锅炉的供水的温度变高，则在余热回收锅炉中的各省煤器、各蒸发器及各加热器中能够减少水、蒸汽与排气的热交换量。因此，当用于加热原料流体的热量较少时，优选采用本方式。

91、在以上任一个所述方式的原料流体的处理设备中，所述原料流体可以是氨。在该情况下，所述反应器加热所述氨并使其热分解反应而生成包含氮和氢的反应气体。

92、用于实现上述目的的发明所涉及的一方式的原料流体的处理方法执行加热原料流体并使其反应而生成反应气体的原料反应工序。

93、所述原料反应工序包括原料预热工序及反应执行工序。在所述原料预热工序中，使第2热介质与所述原料流体进行热交换而加热所述原料流体。在所述反应执行工序中，使在所述原料预热工序中加热的原料流体和与所述第2热介质不同的第1热介质进行热交换而进一步加热所述原料流体并使其反应而生成反应气体。

94、用于实现上述目的的发明所涉及的另一方式的原料流体的处理方法执行加热原料流体并使其反应而生成反应气体的原料反应工序及第3热介质流动并且利用已加热的所述第3热介质的热循环执行工序。

95、所述原料反应工序包括加热所述原料流体并使其反应而生成反应气体的反应执行工序及冷却在所述反应执行工序中生成的所述反应气体的反应气体冷却工序。在所述反应气体冷却工序中，使加热之前的所述第3热介质的至少一部分与所述反应气体进行热交换而冷却所述反应气体，另一方面加热所述第3热介质。在所述热循环执行工序中，利用在所述反应气体冷却工序中加热的所述第3热介质。

96、发明效果

97、根据本发明的一方式，在使原料流体反应时，能够抑制排气等热源的热能损失并且提高成套设备的热效率。