CN1095687C - 有毒成分去除方法及有毒成分去除剂 - Google Patents

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Abstract

一种从含有氯和/或硫的废物(其中氯为dioxin的来源)中除去氯和/或硫的方法。该方法包括按所示顺序的如下步骤：(a)将废物与氯和硫去除剂混合形成混合物，氯和硫去除剂含有碱金属化合物；和(b)加热此混合物以便热分解废物从而生成含氯物和/或含硫物，其中使含氯物和含硫物与氯和硫去除剂接触并反应，从而生成无毒氯化物和/或亚硫酸盐。

Description

有毒成分去除方法及有毒成分去除剂
本发明涉及一种从含氯和/或硫的材料(指需处理的材料)，如城市废物或垃圾和工业废物中除去有毒成分(如氯和/或硫)的改进方法，和涉及对在该方法中所使用的有毒成分去除剂的改进，并进一步涉及使有毒成分去除剂与通过热处理垃圾和废物产生的含有有毒成分的气体(氯化氢、氯气和/或氧化硫气体)进行反应生成无毒气体或化合物的技术。
近年来，废物如城市废物或垃圾的数量正在逐年增加，使得其处理成为问题。城市废物包括普通家庭和办公室的废物和垃圾，它们主要由可燃性废物组成。这些可燃性废物包括含有大量聚氯乙烯的各种化学物质(如塑料)，和含有大量氯成分如含氯漂白剂的各种材料(如办公室用纸)。
过去通常使用焚烧来处理这些废物。然而当将废物或含有氯成分的需处理的材料进行焚烧时会产生含氯气体如氯化氢气体和氯气，从而引起环境污染问题和在含氯气体的作用下的焚烧设备的腐蚀问题。为了抑制含氯气体的产生，已经通过向需焚烧的废物或需处理材料中加入除氯剂例如消石灰、碳酸钙或其类似物来焚烧，如在日本专利公开JP2-10341号中所公开的。此外，也已经知道在将焚烧炉内的需处理材料进行焚化处理之后，必要时使排放气体经受各种纯化处理，例如将其引入袋滤器中与消石灰反应从而阻止将含氯的有毒气体排放到大气中。
如上所述，在将废物或需处理的材料进行焚烧时，含氯的物质如氯和其它氯化合物成为问题，其中焚烧过程中产生的含氯气体毁坏焚烧炉体和腐蚀蒸气管，并且进一步引起非常有毒的dioxin产生的问题。因此，通常使含氯气体与消石灰或其类似物在袋滤器内进行反应从而阻止将其排放到大气中。人们期望这些措施可以对燃烧气体的处理获得一定的效果以阻止将含氯气体排放到大气中。然而，通过这些措施完全除去含氯物质是困难的，这是因为含氯物质会残留于在需处理的材料焚烧后形成的残留物中。这是形成dioxin的部分原因。甚至采取在焚烧中加入消石灰或碳酸钙的措施，也不能有效阻止含氯气体的产生。
此外，已经提出将碱原料喷入焚烧需处理材料的焚烧炉中，例如在日本专利临时公开JP54-93864号中所公开的。然而在该建议中，处理已经产生并充满焚烧炉的含氯气体，这与上述措施是相似的，因此完全除去含氯气体是不可能的。
进一步地，也有人已经提出需处理材料的焚烧通过向其中加入含钙的碱原料如石灰(CaCO3)、消石灰(Ca(OH)2)或类似物来完成，或者使SOX通过充满碱原料的过滤器以除去SOX，如在日本专利公开JP2-10341号、日本专利临时公开JP1-296007号和日本专利临时公开JP59-12733号中所公开的。在这些建议中的反应如下：
在处理含氯气体(HCL)的情况下：
在处理含氧化硫气体(SO2)的情况下：
此外，还有人提出使需处理的材料进行热分解或干馏来代替焚烧，由此减少需处理的材料的体积和碳化需处理的材料，如在日本专利临时公开JP5-33916号、日本专利(Kohyo)公开JP8-510789号、日本专利临时公开JP9-155326号中所公开的。另外，日本专利临时公开JP5-33916号公开了将碱原料如消石灰喷入炉内；然而，不能获得所期望的除去含氯气体的有益效果，这是由于将碱原料引入与已经产生并充满熔炉的含氯气体接触的缘故。
鉴于上述情况，迫切希望加快研制有效除去含氯气体或充分阻止通过热处理需处理材料产生含氯气体的技术，其中含氯气体为形成dioxin产物的部分原因，已知它对人体是致命的。
根据除去有毒含氯物质或气体(如氯化氢和氯气)的各种实验和调查的结果，其中的含氯物质和气体是由含有大量氯成分或化合物的废物或需处理材料的热处理产生的排放气体，本发明的发明人发现可以使有毒的含氯物质或气体与碱金属化合物(优选碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐和碱金属氢氧化物)有效地反应，从而使有毒的含氯气体有效地转化为无毒的氯化物。此外，已经证实碱金属组分也能有效地使有毒的含硫气体转化为无毒的亚硫酸盐。
根据上述知识，本发明着重提供一种去除有毒成分的改进方法，它通过使用一种特殊的含有碱金属化合物的有毒成分去除剂，其中使在加热需处理材料中产生的含有毒成分的气体迅速与有毒气体去除剂反应从而生成无毒化合物，阻止含有毒成分的气体排放到大气中。
本发明的一个目的是提供一种去除有毒成分的改进方法，它能克服以往相似的去除有毒成分的方法中的不足，以及一种在该方法中使用的改进型有毒成分去除剂。
本发明的另一目的是提供一种在废物或需处理材料的热处理方法中使用的去除有毒成分的改进方法，通常是使由需处理材料的热处理过程中形成的排放气体和残留物中不再包含含有毒成分的气体，由此基本上完全阻止在热处理方法中产生有毒物(含有dioxin)。
本发明的又一目的是提供一种去除有毒成分的改进方法，其中可以使废物或需处理材料的热处理过程中形成的含有毒成分的气体在热处理过程中完全除去，由此消除生成有毒物质(含有dioxin)的可能性，其残留物中只含有无毒化合物，而不再包含含有毒成分的物质。
本发明进一步的目的是提供一种改进型有毒成分去除剂，它能有效地除去含有毒成分的物质或气体，并且可以在使废物或需处理材料进行热处理去除有毒成分方法的任何步骤中使用。
本发明的第一个方面在于一种从含有毒成分的需处理材料中除去有毒成分的方法，包含按所示顺序的如下步骤：(a)使需处理材料与有毒成分去除剂混合形成混合物，有毒成分去除剂含有碱金属化合物；和(b)加热此混合物，热分解需处理材料从而生成含有毒成分的物质，使含有毒成分的物质与有毒成分去除剂接触并反应生成无毒化合物。
本发明的第二个方面在于一种从含有氯和硫中至少一种的需处理材料中除去氯和硫中至少一种的方法，包含按所示顺序的如下步骤：(a)使需处理的材料与氯和硫去除剂混合形成混合物，氯和硫去除剂含有碱金属化合物；和(b)加热此混合物，热分解需处理材料从而生成含氯物和含硫物中至少一种，使含氯物和含硫物中至少一种与氯和硫去除剂接触并反应生成无毒氯化物和亚硫酸盐中至少一种。
本发明的第三个方面在于一种从含氯的需处理材料中除去氯的方法，包含按所示顺序的如下步骤：(a)使需处理材料与除氯剂混合形成混合物，除氯剂含有碱金属化合物；和(b)加热此混合物，热分解需处理材料从而生成含氯物，使含氯物与除氯剂接触并反应生成无毒氯化物。
本发明的第四个方面在于一种在从含有毒成分的需处理材料中除去有毒成分的方法中使用的有毒成分去除剂，除氯剂含有碱金属化合物，有毒成分去除剂能与在加热需处理材料时由需处理材料生成的含有毒成分的物质接触并反应，以生成无毒化合物。
本发明的第五个方面在于一种在从含有氯和硫中至少一种的需处理材料中除去氯和硫中至少一种的方法中使用的氯和硫去除剂，该氯和硫去除剂含有碱金属化合物，该氯和硫去除剂能与通过加热需处理材料而由需处理材料产生的含氯物质和含硫物质中至少一种接触和反应，由此形成无毒的氯化物和亚硫酸盐中至少一种。
本发明的第六个方面在于一种在从含氯的需处理材料中除去氯的方法中使用的除氯剂，该除氯剂含有碱金属化合物，该除氯剂能与通过加热需处理材料而由需处理材料产生的含氯物质接触和反应，由此形成无毒的氯化物。
本发明的第七个方面在于一种在从含有氯和硫中至少一种的需处理材料中除去氯和硫中至少一种的方法中使用的除氯剂，包含按所示顺序的如下步骤：使需处理材料与氯和硫去除剂混合形成混合物，氯和硫去除剂含有碱金属化合物；加热此混合物，热分解需处理材料从而生成含氯物和含硫物中至少一种，使含氯物和含硫物中至少一种与氯和硫去除剂接触并反应生成无毒氯化物和亚硫酸盐中至少一种，其中除氯剂含有碱金属化合物。
本发明的第八个方面在于从含有氯和硫中至少一种的需处理材料中除去氯和硫中至少一种的系统，包括：使需处理的材料与氯和硫去除剂混合形成混合物的装置，氯和硫去除剂含有碱金属化合物；供入需处理材料和氯和硫去除剂的混合物熔炉，所采用的熔炉在其内部形成低氧浓度气氛；在熔炉内并在低氧浓度气氛下加热混合物的加热装置，从而热分解需处理材料以实现需处理材料的干馏，它使混合物产生含氯物和含硫物中至少一种，并使含氯物和含硫物中至少一种与氯和硫去除剂接触并反应生成无毒氯化物和亚硫酸盐中至少一种。
根据本发明有毒成分(如氯和/或硫)的去除方法，在需处理材料的热处理方法的全过程和热处理方法的全部温度范围内不产生含有毒成分的气体，这是以往使用消石灰或碳酸钙作为除氯剂的有毒成分去除方法所不能达到的。此外，由需处理材料的热处理中形成的残留物中不含有毒成分的物质，它含有无毒化合物(如氯化物和/或亚硫酸盐)。这样，本发明的有毒成分去除方法显示出极好的有毒成分去除效果，尤其对于含有大量含有毒成分物质或有毒成分化合物的需处理材料而言，如城市废物或垃圾。
在本发明的有毒成分去除方法中，将本发明的有毒成分去除剂与需处理材料混合从而使其迅速与通过加热需处理材料而产生的含有毒成分的气体反应，从而形成无毒气体和有毒成分的化合物。值得注意地是在需处理材料的热处理过程中不管是否在加热步骤中使用有毒成分去除剂，该有毒成分去除剂除了在加热步骤外可以在任何步骤中使用。换句话说，甚至可将该有毒成分去除剂在加热步骤之后和烟道内、各种处理排放气的设备内和其它不同的常规设备如焚烧炉或类似设备中使用。应该明白本发明的有毒成分(氯)去除剂可以在常规有毒成分(氯)去除方法和常规焚烧废物的方法中的任何步骤中使用。
由于通常可以在用于热处理需处理材料的熔炉中完全除去含有毒成分的气体，所以可有效阻止热处理熔炉体(包括焚烧炉)、蒸汽管及类似装置的腐蚀，由此延长熔炉和设备的使用寿命。此外，值得注意的是加热需处理材料形成的残留物不再含有对人体有剧毒的dioxin，这样从周围和操作处理的观点来看极大地提高了安全性。
此外，根据本发明的有毒成分去除方法，熔炉排放气是无毒和易燃的，因此可将该排放气再次用作为气体发动机、透平机、锅炉的燃料、水加热装置的热源和加热器的燃料。另外，可以将残留物中的聚集的碳组分用作燃料，和将残留物中的无机材料再次用作为玻璃或陶瓷的原料。可以认为即使废物或需处理材料含水，本发明的有毒成分去除方法也不会受到影响。熔炉排放气中不存在有毒的含氯气体，因此需要时可以将排放气进一步加热进行作为排放气后处理的二次燃烧。
图1为氯和硫去除系统的方框图，用于实现本发明的有毒成分去除方法的第五个实施例。
按照本发明，从含有毒成分的需处理材料(如城市废物或垃圾或工业废物)中除去有毒成分(如氯和/或硫)的方法，包括按所示顺序的如下步骤：(a)使需处理的材料与有毒成分去除剂(氯和/或硫)混合形成混合物，该有毒成分去除剂含有碱金属化合物；和(b)加热此混合物，热分解需处理的材料从而生成含有毒成分(氯和/或硫)的物质，使该含有毒成分的物质与有毒成分去除剂接触并反应生成无毒化合物。
在上述有毒成分去除方法中使用的有毒成分(氯和/或硫)去除剂的例子为：
(1)碱金属碳酸氢盐，碱金属碳酸盐及类似物，如碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢三钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)  和天然苏打(含有Na2CO3·NaHCO3·2H2O)；
(2)碱金属氢氧化物，如氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化锂(LiOH)、氢氧化铷(RbOH)和氢氧化铯(CsOH)；和
(3)碱金属碳酸盐和碱金属碳酸氢盐，如碳酸钾(K2CO3)、碳酸氢钾(KHCO3)和碳酸钾钠(KNaCO3·6H2O)。
应该明白将上述列举的化合物单独或混合使用作为有毒成分去除剂。换句话说，有毒成分去除剂含有碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢三钠、天然苏打、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化铷(RbOH)和氢氧化铯(CsOH)、碳酸钾、碳酸氢钾和碳酸钾钠等中至少一种。
有毒成分去除剂使用的形式有团块、片状、多孔体、颗粒(包括粉末、无定形颗粒或它们的混合物)、溶液(水溶液或其它溶液)或悬浮液。这些形式可单独或混合使用。
所使用的有毒成分去除剂的用量通常在0.05-10重量％的范围内，这按照在将需处理材料与有毒成分去除剂混合之前的起始时间处的需处理材料计。然而，如果需处理材料包括含大量氯成分的物质或化合物，如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、其它含氯合成树脂和/或含氯橡胶，所使用的有毒成分去除剂的用量在10-17重量％的范围内，按照起始时间处的需处理材料计。可选择的有毒成分去除剂的用量要大于由加热需处理材料产生的含氯物或气体(含氯的物质或气体)的化学当量，而与需处理材料的重量无关。另外，可选择的有毒成分去除剂的用量要使得含氯气体的排放值低于允许排放的标准。如果需处理材料也包含含大量硫成分的物质或化合物，则选择的有毒成分的用量与上述相似。
将有毒成分去除剂与需处理材料混合并在低氧浓度气氛下在200-1000℃的热分解温度范围内加热。换言之，将有毒成分去除剂与需处理材料混合的过程是在加热以使热分解需处理材料之前进行的，即在需处理材料的温度上升到一个水平，即需处理材料的热分解发生之前。在热分解温度将氯化合物、硫化合物和含氯和/或硫的物质热分解。低氧浓度气氛指氧浓度很低的气氛，可通过在刚将需处理材料和有毒成分去除剂的混合物投入熔炉就关闭热处理熔炉或罐如加热熔炉的入口和出口而完成。应该清楚低氧浓度气氛相当于将大气中的空气留在入口和出口都已关闭的熔炉内的情况。换言之，低氧浓度气氛相当于将混合物放入基本上密封的熔炉内的情况，从而阻止新鲜空气进入熔炉内，该熔炉内的压力向熔炉外泄漏。因此，低氧浓度气氛不需要将熔炉全部关闭或密封，并且也包括直接用需处理材料封闭熔炉入口四周的情况，和熔炉内的气体压力因加热而上升，从而几乎不能获得熔炉外供给的空气的情况。低氧浓度气氛可以是热分解气氛，其中需处理材料热分解产生称之为需处理材料热分解的气体。这样，低氧浓度气氛实现了需处理材料的干馏。
应该明白在将有毒成分去除剂投入或喷入到熔炉内需处理材料上面时基本上与需处理材料混合。另外可将有毒成分去除剂投入或喷入到熔炉内需处理材料与有毒成分去除剂的混合物上。
由于上述加热是在低氧浓度气氛下进行的，因此基本上没有含氯化合物(含氯化合物)和/或含硫化合物(含硫化合物)的气态组分存在于熔炉排放气中，因此可在需要时进行排放气的后处理(如热处理或二次燃烧)。这就是可将排放气排入大气中的原因。
虽然已描述有毒成分去除剂是在加热或热分解需处理材料之前与需处理材料混合，但是应该清楚该有毒成分去除剂甚至在加热或热分解需处理材料之后与熔炉排放的干馏气体或排放气(由需处理材料干馏产生的气体)接触而除去氯也是有效的。也应该清楚可将有毒成分去除剂送入或喷到正进行热分解的需处理材料上。进一步地，可以理解为使用本发明的有毒成分去除剂与含氯物和/或含硫物接触，除了本发明所规定的步骤外，可以将它们在有毒成分去除方法的任何步骤中加入，目的是从有毒气体或含氯材料中除去氯。
这里将讨论按照本发明的有毒成分或氯去除方法的第一个实施方式。在该实施方式中，有毒成分或氯去除剂含有碱金属碳酸氢盐和/或碱金属碳酸盐，例如碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢三钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)、天然苏打(含有Na2CO3·NaHCO3·2H2O)中至少一种。
在该实施方式中，使用碳酸氢钠(NaHCO3)作为除氯剂，即将碳酸氢钠与需处理材料混合并加热，从而与氯化氢(HCl)进行如下反应，而氯化氢是由加热需处理材料产生的气体中含有的主要的含氯化合物。
按照此反应，如果Na和CO组分存在于反应系统中，氯与Na反应生成NaCl，它是加热需处理材料形成的部分残留物，此外还生成有水(H2O)和气体(CO2)。结果是熔炉内没有含氯气体产生与排放，可认为排放气和残留物无毒。应该明白含氯化合物或气体是产生dioxin的来源。
按照本发明，在将含有通过加热会产生含氯气体的含氯物质的需处理材料进行热处理之前，将碱金属碳酸盐和/或碱金属碳酸氢盐作为除氯剂加入并与需处理混合形成混合物。通过在低氧浓度气氛下加热该混合物，使含氯物质在预定的温度下热分解生成有毒的含氯气体。含氯气体立即与除氯剂反应生成无毒氯化物。
下面，将讨论按照此实施方式进行的除氯方法的实验，其中将实施例(根据该实施方式)和对比实施例(不在本发明的范围内)的实验结果进行对比。
实施例1
通过使用作为需处理材料的含有大量氯成分的聚偏二氯乙烯进行本实施方案的除氯方法。如表1所示，在实施例1-1中，将20g除氯剂(碳酸氢钠)加入4g需处理材料中形成待加热的混合物。在对比实施例1-1中不向4g需处理材料中加入除氯剂。在对比实施例1-2中，将不在本发明范围内的除氯剂(消石灰或熟石灰)以20g的量加入到4g需处理材料中形成待加热的混合物。在对比实施例1-3中，将不在本发明范围内的除氯剂(碳酸钙)以20g的量加入到4g需处理材料中形成待加热的混合物。在所有实施例和对比实施例中，除氯剂呈粉末状，具有的平均颗粒大小为100μm。
更具体地，在每一个实施例或对比实施例的实验中，将4g需处理材料放入罐或熔炉中，然后将20g除氯剂加入到罐中与需处理材料混合，形成上述混合物，对比实施例1-1除外。然后，将罐完全密封以使罐内与外界空气或大气隔绝，从而使混合物进行加热干馏。将该密封罐用加热旋管分段加热，即在八个温度段250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃进行加热。在此加热过程中，保持八个温度段的每一段温度5分钟，其中在每次温度上升时间(即温度正好从一温度段到另一温度段上升的时间)和在每一个温度保持的时间(即温度正好保持在每一温度段的时间)，测量罐中氯化氢的浓度。在表3中将温度上升时间表示为“上升时间”，同时将温度保持时间表示为“保持时间”。该罐备有气体排放管，可通过它将罐内由加热产生的气体和压力排放到罐外。氯化氢气体的浓度的测量可按照JIS(日本工业标准)-K0804并使用视镜管完成，即将视镜管插入到气体排放管中测量氯化氢气体的浓度。氯化氢气体浓度测量的结果如表3所示。值得注意的是将上述实验重复十次以获得每个实施例和对比实施例中氢气体浓度的十个实际测量值，其中每一实施例的测量值(表3所示)指所测量值中的最高值，而每一对比实施例的测量值(表3所示)指所测量值中的最低值。此外，表3中“ND”表示在任何十次的氯化氢气体浓度测量所获得的十个实际测量值中，没有观察到氯化氢气体的情况。进一步地，检查除氯剂后处理的方式并将其作为“除氯剂的后处理”显示在表3中。
实施例2
在该实施例中，通过将聚偏二氯乙烯与模拟垃圾混合制备需处理材料，使得需处理材料与标准城市垃圾相似和使得在尽量严格的条件下进行该实验。如表2所示，在实施例1-2中，将5g碳酸氢钠作为除氯剂加入到需处理材料中，它是通过将1g聚偏二氯乙烯与20g模拟垃圾混合形成待加热的混合物而制备。在实施例1-3中，将碳酸氢钠作为除氯剂以2.5g的量加入到需处理材料中，它是通过将0.5g聚偏二氯乙烯与20g模拟垃圾混合形成待加热的混合物而制备。在实施例1-4中，将碳酸氢钠作为除氯剂以0.5g的量加入到需处理材料中，它是通过将0.1g聚偏二氯乙烯与20g模拟垃圾混合形成待加热的混合物而制备。在实施例1-5中，将碳酸氢钠作为除氯剂以5g的量加入到需处理材料中，它是通过将20cc城市水与20g模拟垃圾混合形成待加热的混合物而制备的。
上述与标准城市垃圾相似的模拟垃圾的制备通过混合和压碎如下成分：
20重量％含有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯和聚偏二氯乙烯的塑料；
50重量％含有薄棉纸、新闻纸、包装纸、纸箱和饮料包装纸的纸；
20重量％含有破布的布；和
10重量％含有剩茶叶的下脚料。
在每一实施例中，将上述预定量的需处理材投入罐内，然后将上述预先设定量的除氯剂加入罐中与需处理材料混合形成上述混合物。然后将罐紧紧关闭以维持气密密封，从而使罐的内部与外界空气或大气隔绝。此后，按与实施例1相同的方法进行实验，所获得的结果(或测量值)如表3所示。氯化氢气体浓度测量的结果(或测量值)如表3所示。
如上所述，可以得出用作除氯剂的含碱金属的碳酸氢盐或碳酸盐在碱金属与氯反应生成碱金属氯化物的反应中可将有毒的含氯气体转化为无毒氯化物。将含有大量氯成分的聚偏二氯乙烯用作需处理材料而进行初级实验(对比实施例1-1)。测试的结果是的确产生了大量氯化氢气体，如表3中对比实施例1-1栏中所示。
接下来，进行对比实验(对比实施例1-2和1-3)，其中使用消石灰和碳酸钙分别作为常规除氯剂。结果是可在一定程度上抑制氯化氢的产生；然而，可以证实常规除氯剂抑制效果不充分而需进一步改进。
鉴于上述情况，作为大量调查和考虑的结果，本发明人已注意到含碱金属的碳酸氢盐和碳酸盐和优选碳酸氢钠作为除氯剂，并进行了实验(实施例1-1至1-5)。实验的结果是一般可在任何温度范围内完全抑制氯化氢的生成，以及碳酸氢钠是极好的除氯剂。
这样，如上所示，如果将含碱金属的碳酸氢盐和/或碳酸盐(能与氯反应的)加入到需处理材料中形成混合物以进行热处理，可有效地除去由需处理材料产生的含氯气体而使其变得无毒。
从这往下，将根据上述如表3所示的实验结果进行讨论。
首先，如果将聚偏二氯乙烯用作含大量氯成分的需处理材料，并且不使用除氯剂，如对比实施例1-1所示，则在热处理或加热过程中，且在宽的温度范围内产生大量氯化氢气体。可在一定程度上抑制氯化氢气体的产生，对比实施例1-1比较，在对比实施例1-2和1-3中，将消石灰和碳酸钙作为除氯剂分别加入到需处理材料中。然而，已证实如此抑制氯化氢气体是不完全的。
相反，在实施例1-1中，将碳酸氢钠作为除氯剂加入到需处理材料中，在加热过程中的整个温度范围内，没有观察到氯化氢气体的产生，这证明碳酸氢钠是很好的除氯剂。此外，也在实施例1-3、1-4和1-5中，将不同含量的碳酸氢钠作为除氯剂加入到含模拟垃圾和聚偏二氯乙烯的需处理材料中，在加热过程的整个温度范围内，没有观察到氯化氢气体的产生。
在实施例1-5的情况下，将碳酸氢钠作为除氯剂加入到含模拟垃圾和水的需处理材料中，在整个温度范围内几乎不能观察到氯化氢气体的产生，尽管在450℃下的温度上升与保持时间和在500℃的温度上升时间，可观察到极少量的氯化氢气体的产生。这证实在需处理材料中存在水的情况下，几乎不影响碳酸氢钠作为除氯剂的效果，并且与对比实施例1-2中将消石灰用作除氯剂的情况相比，其效果相当显著。
因此，可以证明在热处理或加热过程中，向需处理材料中添加含碱金属的碳酸氢盐和/或碳酸盐(指能与氯反应的)，可有效除去需处理材料产生的含氯气体中的氯，这样使含氯气体变得无毒。
值得注意的是在高于600℃的高温条件下按与上述类似的实验加热需处理材料，可显示出与上述实验相类似的结果。加热需处理材料和除氯剂的混合物优选在不高于1000℃的温度范围内，这是由于如果将温度升高到1000℃以上，则需扩大进行本发明除氯方法的设备。
下面将讨论含碱金属(钠)的碳酸氢盐或碳酸盐与含氯气体之间的反应历程，从而理解排放气和残留物都是无毒的结果。
(1)使用碳酸氢钠作为除氯剂的情况：
当将碳酸氢钠(NaHCO3)加入到可产生氯化氢(HCl)的需处理材料中，碳酸氢钠与氯化氢反应如下：
如果在碳酸氢钠与可产生氯化氢的需处理材料的反应中含有水，则按如下化学方程式进行反应：
(2)使用碳酸钠作为除氯剂的情况：
当将碳酸钠(Na2CO3)加入到可产生氯化氢(HCl)的需处理材料中，碳酸钠与氯化氢反应如下：
(3)使用碳酸氢三钠作为除氯剂的情况：
用化学分子式Na2CO3 NaHCO3  2H2O代表碳酸氢三钠并与氯化氢进行与(1)和(2)情况相似的反应，从而使有毒的氯化氢转化为无毒氯化物(NaCl)。碳酸氢三钠天然存在，并称之为“二碳酸氢三钠”。
在上述实验中，在加热反应结束后，反应罐中留有残留物。检测该残留物可得知该残留物不再含有毒含氯的气体成分，而含有无毒的氯化物或氯化钠。将该残留物投入水中并搅拌10分钟，其中氯化钠溶于水而留下碳化物。也检测到该碳化物不含有含氯的气体成分。
因此，可将需处理材料中的含氯化合物和氯成分转化为氯化钠(NaCl)、水(H2O)和二氧化碳气(CO2)，使得不能生成可形成dioxin部分来源的氯化氢，从而得到使排放气和残留物无毒的结果。
在该实施方式中，可以得出含碱金属碳酸盐的物质，如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢三钠和天然苏打(Na2CO3 NaHCO3 2H2O)可用作除氯剂。碳酸钠能形成一水合化合物与十水合化合物，已知作为苏打。碳酸氢三钠天然存在，作为二碳酸氢三钠。
正如应该明白的，在根据上述化学反应进行该反应的加热过程中生成NaCl。NaCl为无毒氯化物并经水或类似的冲洗或溶解处理可有效除去。在冲洗处理后，固体残留物或碳化物留在罐中重新使用。因此，可通过任何分离方式将残留物按照不同的特性分成不同的材料。将所分离的不同材料干燥成块用作燃料或类似物。此外，用于上述冲洗处理的液体(如水)几乎不含有毒物，因此可将其排放到河流与海洋中。
更具体地，罐中残留物含有无毒氯化物或氯化钠(NaCl)。为了提取碳化物，将该残留物投入一含有水的水槽内，并按预定时间搅拌以溶解氯化钠。随后从水槽内将水槽中的固体物质取出，然后离心脱水以分离出固体物质中的水。将脱水后的固体物质干燥并硬化成块状。将水槽中的水和分离出的水通过单独的排放和处理方式进行排放。硬化块中的碳成分可用作燃料，同时硬化块中的无机成分可用作玻璃和水泥的原料。进一步地，如上所述，可通过任何分离方式将残留物按照不同的特征分成不同的材料，其中将所分离的不同材料干燥成块用作燃料或类似物。
其次，将讨论按照本发明的有毒成分或氯去除方法的第二种实施方式。在该实施方式中，有毒成分去除剂或除氯剂含有至少一种碱金属氢氧化物，例如氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化锂(LiOH)、氢氧化铷(RbOH)和氢氧化铯(CsOH)中至少一种。
将氢氧化钠(NaOH)用作除氯剂的情况作为一个实施例，其中使氢氧化钠与需处理材料混合并加热，从而与加热过程中由需处理材料产生的气体中主要含有的含氯化合物，即氯化氢(HCl)进行如下反应：
按照此反应，氯化氢与氢氧化钠反应生成可形成部分残留物的氯化钠(NaCl)与水(H2O)。结果是没有从熔炉中产生和排放含氯气体，从而使得排放气和残留物无毒。应该明白含氯化合物或气体是生成对人体致命的dioxin的来源。
按照本发明，当对通过加热将生成含氯气体的含有含氯物的需处理材料进行热处理时，则将碱金属氢氧化物作为除氯剂加入并与需处理材料混合从而生成混合物。通过在低氧浓度气氛下加热此混合物，使该含氯物在预定温度下热分解从而生成有毒的含氯气体。含氯气体迅速与除氯剂反应生成无毒氯化物。
下面，将讨论按照该实施方式进行的除氯方法的实验，其中将实施例(根据该实施方式)和对比实施例(不在本发明的范围内)的实验结果进行对比。
通过使用作为需处理材料的含有大量氯成分的聚偏二氯乙烯进行本实施例的除氯方法。如表4所示，在实施例2-1中，将20g除氯剂(粉状的氢氧化钠)加入到4g需处理材料中形成待加热混合物。在实施例2-2中，将除氯剂(粉状的氢氧化钾)以20g的量加入到4g需处理材料中形成待加热混合物。在对比实施例2-1和2-2中不向1g与4g需处理材料中分别加入除氯剂。在对比实施例2-3中，将不在本发明范围内的除氯剂(消石灰或熟石灰)以20g的量加入到4g需处理材料中形成待加热混合物。在对比实施例2-4中，将不在本发明范围内的除氯剂(碳酸钙)以20g的量加入到4g需处理材料中形成待加热混合物。在所有实施例和对比实施例中，除氯剂呈粉末状，具有的平均颗粒大小为100μm。
在每一个实施例或对比实施例的实验中，将需处理材料按照上述用量放入罐或熔炉中，然后将20g除氯剂加入到罐中并与需处理材料混合，形成上述混合物，对比实施例2-1和2-2除外。然后，将罐完全密封以使罐内与外界空气或大气隔绝，从而使混合物进行加热干馏。将该密封罐用加热旋管分段加热，即在八个温度段250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃和600-1000℃进行加热。在此加热过程中，保持九个温度段的每一段温度5分钟，其中在每次温度上升时间(即温度正好从一温度段到另一温度段上升的时间)和在每一个温度保持时间(即温度保持在每一温度段的时间)，测量罐中氯化氢的浓度。在表4中将温度上升时间表示为“上升时间”，同时将温度保持的时间表示为“保持时间”。该罐备有气体排放管，可通过它将罐内由加热产生的气体和压力排放到罐外。氯化氢气体的测量可按照JIS(日本工业标准)-K0804并使用视镜管完成，即将视镜管插入到气体排放管中测量氯化氢气体的浓度。氯化氢气体浓度测量的结果如表4所示。值得注意的是将上述实验重复十次以获得每个实施例和对比实施例中氯化氢气体浓度的十个实际测量值，其中每一实施例的测量值(表4所示)指所测量值中的最高值，同时每一对比实施例的测量值(表4所示)指所测量值中的最低值。此外，表4中“ND”表示在任何十次的氯化氢气体浓度测量所获得的十个实际测量值中，没有观察到氯化氢气体的情况。进一步地，检查除氯剂后处理的方式并将其作为“除氯剂的后处理”显示在表4中。
如上所述，可以得出用作除氯剂的碱金属氢氧化物在碱金属与氯反应生成碱金属氯化物的反应中可将有毒的含氯气体有效转化为无毒氯化物。将含有大量氯成分的聚偏二氯乙烯用作需处理材料而进行初级实验(对比实施例2-1和2-2)。测试的结果是的确产生了大量氯化氢气体，如表4中对比实施例2-1和2-2栏中所示。
接下来，进行对比实验(对比实施例2-3和2-4)，其中使用消石灰和碳酸钙分别作为常规除氯剂。结果是可在一定程度上抑制氯化氢的产生；然而，可以证实常规除氯剂抑制效果不充分而需进一步改进。
鉴于上述情况，作为大量调查和考虑的结果，本发明人已注意到碱金属氢氧化物和选择的氢氧化钾作为除氯剂，并进行了实验(实施例2-1和2-2)。实验的结果是得出一般可在任何温度范围内完全抑制氯化氢的生成，以及氢氧化钾是极好的除氯剂。如上表明，如果将碱金属氢氧化物加入到需处理材料中形成混合物以进行热处理，由需处理材料产生的含氯气体可有效地除去氯而变得无毒。
这里，将根据上述如表4所示的实验结果进行讨论。
首先，在不使用除氯剂进行聚偏二氯乙烯(含大量氯成分的需处理材料)的热处理的情况下，如对比实施例2-1和2-2所示，则在热处理或加热过程中，且在宽的温度范围内产生大量氯化氢气体。与对比实施例2-1和2-2相比，在将消石灰和碳酸钙作为除氯剂分别加入到需处理材料中的对比实施例2-3和2-4则在一定程度上抑制氯化氢气体的产生。然而，已证实如此抑制氯化氢气体是不完全的。
相反，在实施例2-1和2-2中，将20g氢氧化钠和20g氢氧化钾分别作为除氯剂加入到相同的需处理材料中，在实施例2-1中在350℃和450℃下的温度上升过程中，和在实施例2-2中在450℃下的温度保持过程中，发现有极少量的氯化氢产生；然而在热处理或加热过程的整个温度范围内，没有观察到氯化氢气体的产生，由此与对比实施例2-1至2-4的结果相比，显示出好的实验结果。因此，可以证明在热处理或加热过程中，向需处理材料中添加碱金属氢氧化物(指能与氯反应的)，可有效除去需处理材料产生的含氯气体中的氯，这样使含氯气体变得无毒。
值得注意的是在高于600℃的高温条件下与上述实验类似加热需处理材料，可显示出与上述实验相类似的结果。加热需处理材料和除氯剂的混合物优选在不高于1000℃的温度范围内进行，这是由于如果将温度升高到1000℃以上，则需扩大进行本发明除氯方法的设备。
下面将讨论碱金属氢氧化物与含氯气体之间的反应历程，从而理解排放气和残留物都是无毒的意料不到的结果。
(1)在使用氢氧化钠(NaOH)作为除氯剂的情况：
当将氢氧化钠加入到可产生氯化氢(HCl)的需处理材料中，氢氧化钠与氯化氢反应生成无毒的氯化钠和水，如下：
(2)在使用氢氧化钾(KOH)作为除氯剂的情况：
当将氢氧化钾加入到可产生氯化氢(HCl)的需处理材料中，氢氧化钾与氯化氢反应生成无毒的氯化钾和水，如下：
在上述实验中，在加热反应结束后，反应罐中留有残留物。检测该残留物可得知该残留物不再含有毒氯的气体成分，而含有无毒的氯化物(氯化钠或氯化钾)。将该残留物投入水中并搅拌10分钟，其中氯化钠或氯化钾溶于水而留下碳化物。也检测到该碳化物不含有含氯的气体成分。
因此，可将需处理材料中的含氯化合物和氯成分转化为氯化钠或氯化钾和水，使得不能生成可形成dioxin部分来源的氯化氢，从而得到使排放气和残留物无毒的结果。可以得知即使将至少一种碱金属氢氧化物，如氢氧化锂(LiOH)、氢氧化铷(RbOH)和氢氧化铯(CsOH)用作除氯剂，可以获得同样的结果。
因此，应该明白在该实施方式中，至少一种碱金属氢氧化物，如氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化锂(LiOH)、氢氧化铷(RbOH)和/或氢氧化铯(CsOH)可用作除氯剂。
如上所述，在根据上述化学反应进行该反应的加热过程中生成NaCl和KCl。NaCl和KCl为无毒氯化物并经水或类似的冲洗或溶解处理可有效除去。在冲洗处理后，固体残留物或碳化物留在罐中重新使用。因此，可通过任何分离方式将残留物按照不同的特征分成不同的材料。将所分离的不同材料干燥成块用作燃料或类似物。此外，用于上述冲洗处理的液体(如水)几乎不含有毒物，因此可将其排放到河流与海洋中。
更具体地，罐中残留物含有无毒氯化钠(NaCl)和氯化钾(KCl)。为了提取碳化物，将该残留物投入一装有水的水槽内，并按预定时间搅拌以溶解氯化钠和氯化钾。接着从水槽内将水槽中的固体物质取出，然后离心脱水以分离出固体物质中的水。将脱水后的固体物质干燥成块。将水槽中的水和分离出的水通过单独的排放和处理方式进行排放。硬化块中的碳成分可用作燃料，同时硬化块中的无机成分可用作玻璃和水泥的原料。进一步地，如上所述，可通过任何分离方式将残留物按照不同的特征分成不同的材料，其中将所分离的不同材料干燥成块用作燃料或类似物。
其次将讨论按照本发明的有毒成分或氯去除方法的第三种实施方式。该实施方式尤其适用于聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、含氯的合成树脂、含氯橡胶和/或类似物的除氯过程。在该实施方式中，有毒成分氯去除剂含有碱金属碳酸氢盐和/或碱金属碳酸盐，例如至少一种碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢三钠和天然苏打。此外，将聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯用作该实施方式的需处理材料。
将碳酸氢钠(NaCO3)用作除氯剂的情况作为一个实施例，其中使碳酸氢钠与需处理材料混合并加热，从而与加热时由需处理材料产生的气体中主要的含氯化合物，即氯化氢(HCl)发生如下反应： 。按照此反应，如果在反应系统中存在有Na与CO组分，氯与Na反应生成NaCl，它是加热需处理材料所形成的部分残留物，此外还生成水(H2O)和气体(CO2)。结果是没有从熔炉中产生和排放含氯气体，从而使得排放气和残留物无毒。应该明白含氯化合物或气体是生成对人体致命的dioxin的来源。
按照该实施方案，当对通过加热可生成含氯气体的含氯物的需处理材料进行加热处理时，则将碱金属碳酸盐和/或碱金属碳酸氢盐作为除氯剂加入并与需处理材料混合从而生成混合物。通过在低氧浓度气氛下加热此混合物，使该含氯物在预定温度下热分解从而生成有毒的含氯气体。含氯气体迅速与除氯剂反应生成无毒氯化物。
下面，将讨论按照该实施方式进行的除氯方法的实验，其中将实施例(根据该实施方式)和对比实施例(不在本发明的范围内)的实验结果进行对比。
通过使用作为需处理材料的含有大量氯成分的聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯进行本实施方式的除氯方法。如表5所示，在实施例3-1中，将20g除氯剂(碳酸氢钠)加入到4g需处理材料(聚氯乙烯)中形成待加热混合物。在实施例3-2中，将除氯剂(碳酸氢钠)以20g的量加入到4g需处理材料(聚偏二氯乙烯)中形成待加热混合物。在对比实施例3-1中不向4g需处理材料(聚偏二氯乙烯)中加入除氯剂。在对比实施例3-2中，将不在本发明范围内的除氯剂(碳酸钙)以20g的量加入到4g需处理材料(聚偏二氯乙烯)中形成待加热混合物。在对比实施例3-3中，将不在本发明范围内的除氯剂(消石灰)以20g的量加入到4g需处理材料中形成待加热混合物。在所有实施例和对比实施例中，除氯剂呈粉末状，具有的平均颗粒大小为100μm。
在每一个实施例或对比实施例的实验中，将4g需处理材料放入罐或熔炉中，然后将20g除氯剂加入到罐中与需处理材料混合，形成上述混合物，对比实施例3-1除外。然后，将罐完全密封以使罐内与外界空气或大气隔绝，从而使混合物进行加热干馏。将该密封罐用加热旋管分段加热，即在八个温度段250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃进行加热。在此加热过程中，保持八个温度段的每一段温度5分钟，其中在每次温度上升时间(即温度正好从一温度段到另一温度段的上升时间)和在每一个温度保持的时间(即温度正好保持在每一温度段的时间)，测量罐中氯化氢的浓度。在表5中将温度上升时间表示为“上升时间”，同时将温度保持的时间表示为“保持时间”。该罐备有气体排放管，可通过它将罐内由加热产生的气体和压力排放到罐外。氯化氢气体的测量可按照JIS(日本工业标准)-K0804并使用视镜管完成，即将视镜管插入到气体排放管中测量氯化氢气体的浓度。氯化氢气体浓度测量的结果如表5所示。值得注意的是将上述实验重复十次以获得每个实施例和对比实施例中氯化氢气体浓度的十个实际测量值，其中每一实施例的测量值(表5所示)指所测量值中的最高值，同时每一对比实施例的测量值(表5所示)指所测量值中的最低值。此外，表5中“ND”表示在任何十次的氯化氢气体浓度测量所获得的十个实际测量值中，没有观察到氯化氢气体的情况。进一步地，检查除氯剂后处理的方式并将其作为“除氯剂的后处理”显示在表5中。
如上所述，可以得出用作除氯剂的含碱金属的碳酸氢盐或碳酸盐在碱金属与氯反应生成碱金属氯化物的反应中可将有毒的含氯气体有效地转化为无毒氯化物。进行初级实验(对比实施例3-1)，其中将含有大量氯成分的聚偏二氯乙烯用作需处理材料。测试的结果是的确产生了大量氯化氢气体，如表5中对比实施例3-1的栏中所示。
接下来，进行对比实验(对比实施例1-2和1-3)，其中使用碳酸钙和消石灰分别作为常规除氯剂。结果是可在一定程度上抑制氯化氢的产生；然而，可以证实常规除氯剂抑制效果不充分而需进一步改进。
作为实验(实施例3-1和实施例3-2)的结果，可以得出一般可在任何温度范围内完全抑制氯化氢的生成，并且碳酸氢钠是极好的除氯剂。
因此，如上讨论表明，如果将含碱金属的碳酸氢盐和/或碳酸盐加入到需处理材料中形成混合物以进行热处理，那么可有效地除去由需处理材料产生的含氯气体而使其变得无毒。
这里，将根据上述如表5所示的实验结果进行讨论。
首先，如果将聚偏二氯乙烯用作含大量氯成分的需处理材料，并且不使用除氯剂，如对比实施例3-1所示，则在热处理或加热过程中，且在宽的温度范围内产生大量氯化氢气体。与对比实施例3-1相比，在将碳酸钙和消石灰作为除氯剂分别加入到需处理材料中的对比实施例3-2和3-3则在一定程度上抑制氯化氢气体的产生。然而，已证实如此抑制氯化氢气体是不完全的。
相反，在实施例3-2中，将碳酸氢钠作为除氯剂加入到需处理材料中，在加热过程中的整个温度范围内，没有观察到氯化氢气体的产生，这证明碳酸氢钠是极好的除氯剂。在实施例3-1中，将碳酸氢钠作为除氯剂加入到其它需处理材料(聚氯乙烯)中，在加热过程中的整个温度范围内，可完全抑制氯化氢气体的产生。
因此，可以证明在热处理或加热过程中，向含有聚氯乙烯或类似物的需处理材料中添加含碱金属(指能与氯反应的)的碳酸氢盐和/或碳酸盐，可有效除去需处理材料产生的含氯气体中的氯，这样使含氯气体变得无毒。值得注意的是在高于600℃的高温条件下加热需处理材料的实验与上述类似，可显示出与上述实验相类似的结果。加热需处理材料和除氯剂的混合物优选在不高于1000℃的温度范围内，这是由于如果将温度升高到1000℃以上，则需扩大进行本发明除氯方法的设备。
应该明白当将碳酸氢钠、碳酸钠或碳酸氢三钠与由需处理材料(聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯)产生的氯化氢反应生成无毒氯化物、水和二氧化碳时，其反应与第一个实施例相同。
在上述实施例中，在加热反应结束后，反应罐中留有残留物。检测该残留物可得知该残留物不再含有毒氯的气体成分，而含有无毒的氯化物或氯化钠。将该残留物投入水中并搅拌10分钟，其中氯化钠溶于水而留下碳化物。也检测到该碳化物不含有含氯的气体成分。
因此，可将需处理材料中的含氯化合物和氯成分转化为氯化钠(NaCl)、水(H2O)和二氧化碳气体(CO2)，使得不能生成可形成dioxin部分来源的氯化氢，从而得到使排放气和残留物无毒的结果。
在该实施方式中，可以得出含碱金属碳酸盐的物质，如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢三钠和天然苏打(Na2CO3 NaHCO3 2H2O)可用作除氯剂。碳酸钠能形成一水合化合物和十水合化合物，如已知的苏打。碳酸氢三钠天然存作为二碳酸氢三钠。如上所述，在根据上述化学反应进行该反应的加热过程中生成NaCl。NaCl为无毒氯化物并经水或类似的冲洗或溶解处理可有效除去。在冲洗处理后，固体残留物或碳化物留在罐中重新使用。因此，可通过任何分离方式将残留物按照不同的特性分成不同的材料。将所分离的不同材料干燥成块用作燃料或类似物。此外，用于上述冲洗处理的液体(如水)几乎不含有毒物，因此可将其排放到河流与海洋中。
其次将讨论按照本发明的有毒成分或氯去除方法的第四种实施方式。在该实施方式中，有毒成分或氯去除剂含有碱金属碳酸氢盐和/或碱金属碳酸盐，例如碳酸氢钾(KHCO3)和碳酸钾(K2CO3)中至少一种，并用于其中将聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、含氯的合成树脂、含氯的橡胶和/或类似物作为需处理材料的除氯方法中。
将碳酸氢钾(KHCO3)用作除氯剂的情况作为一个实施例，其中使碳酸氢钾与需处理材料混合并加热，从而与加热需处理材料产生的气体中含有的主要的含氯化合物，即氯化氢(HCl)发生如下反应：
。
按照此反应，如果在反应系统中存在有Na与CO组分，氯与Na反应生成NaCl，它是加热需处理材料所形成的部分残留物，此外还生成水(H2O)和气体(CO2)。结果是没有从熔炉中产生和排放含氯气体，从而使得排放气和残留物无毒。应该清楚含氯化合物或气体是生成对人体致命的dioxin的来源。
按照该实施方式，当对通过加热可生成含氯气体的含有含氯物的需处理材料进行加热处理时，则将碱金属碳酸盐和/或碱金属碳酸氢盐作为除氯剂加入并与需处理材料混合从而形成混合物。通过在低氧浓度气氛下加热此混合物，使该含氯物在预定温度下热分解从而生成有毒的含氯气体。含氯气体迅速与除氯剂反应生成无毒氯化物。
下面，将讨论按照该实施方式进行的除氯方法的实验，其中将实施例(根据该实施方式)和对比实施例(不在本发明的范围内)的实验结果进行对比。
通过使用作为需处理材料的含有大量氯成分的聚偏二氯乙烯或模拟(普通)垃圾进行本实施方式的除氯方法。该模拟垃圾与第一个实施方式的实验中所使用的模拟垃圾相同。如表6所示，在实施例4-1中，将10g除氯剂(粉状的碳酸氢钾)加入到4g需处理材料(聚偏二氯乙烯)中形成待加热混合物。在实施例4-2中，将除氯剂(粉状的碳酸氢钾)以10g的量加入到4g需处理材料(模拟垃圾)中形成待加热混合物。在对比实施例4-1中不向4g需处理材料(聚偏二氯乙烯)中加入除氯剂。在对比实施例4-2中，将不在本发明范围内的除氯剂(消石灰)以20g的量加入到4g需处理材料中形成待加热混合物。在对比实施例4-3中，将不在本发明范围内的除氯剂(碳酸钙)以20g的量加入到4g需处理材料(聚偏二氯乙烯)中形成待加热混合物。在所有实施例和对比实施例中，除氯剂呈粉末状，具有的平均颗粒大小为100μm。
具体地说，在每一个实施例或对比实施例的实验中，将预定量的需处理材料放入罐或熔炉中，然后将20g除氯剂加入到罐中与需处理材料混合，形成上述混合物，对比实施例4-1除外。然后，将罐完全密封以使罐内与外界空气或大气隔绝，从而使混合物进行加热干馏。将该密封罐用加热旋管分段加热，即在八个温度段250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃进行加热。在此加热过程中，保持八个温度段的每一段温度5分钟，其中在每次温度上升时间(即温度正好从一温度段到另一温度段上升的时间)和在每一个温度保持的时间(即温度正好保持在每一温度段的时间)，测量罐中氯化氢的浓度。在表6中将温度上升时间表示为“上升时间”，同时将温度保持的时间表示为“保持时间”。该罐备有气体排放管，可通过它将罐内由加热产生的气体和压力排放到罐外。氯化氢气体浓度的测量可按照JIS(日本工业标准)-K0804并使用视镜管完成，即将视镜管插入到气体排放管中测量氯化氢气体的浓度。氯化氢气体浓度测量的结果如表6所示。值得注意的是将上述实验重复十次以获得每个实施例和对比实施例中氯化氢气体浓度的十个实际测量值，其中每一实施例的测量值(表6所示)指所测量值中的最高值，同时每一对比实施例的测量值(表6所示)指所测量值中的最低值。此外，表6中“ND”表示在任何十次的氯化氢气体浓度测量所获得的十个实际测量值中，没有观察到氯化氢气体的情况。进一步地，检查除氯剂后处理的方式并将其作为“除氯剂的后处理”示于表6中。
如上所述，可以得出用作除氯剂的含碱金属碳酸氢盐或碳酸盐在碱金属与氯反应生成碱金属氯化物的反应中可将有毒的含氯气体有效地转化为无毒氯化物。其中将含有大量氯成分的聚偏二氯乙烯用作需处理材料而进行初级实验(对比实施例4-1)。测试的结果是的确产生了大量氯化氢气体，如表6中对比实施例4-1的栏中所示。
接下来进行对比实验(对比实施例4-2和4-3)，其中使用消石灰和碳酸钙分别作为常规除氯剂。结果是可在一定程度上抑制氯化氢的产生；然而，可以证实常规除氯剂抑制效果不充分而需进一步改进。
鉴于上述情况，作为大量调查和考虑的结果，已注意到将碳酸氢钾和碳酸钾和优选碳酸氢钾作为除氯剂，并进行了实验(实施例4-1和4-2)。实验的结果是得出一般可在任何温度范围内完全抑制氯化氢的生成，和碳酸氢钠是极好的除氯剂。这样，如上表明，如果将碳酸氢钾和/或碳酸钾(指能与氯反应的)加入到需处理材料中形成混合物以进行热处理，由需处理材料产生的含氯气体可有效地被除去氯而变得无毒。
下面，将根据上述如表6所示的实验结果进行讨论。
首先，如果将聚偏二氯乙烯用作含大量氯成分的需处理材料，并且不使用除氯剂，如对比实施例4-1所示，则在热处理或加热过程中，且在宽的温度范围内产生大量氯化氢气体。与在对比实施例4-1相比，在将消石灰和碳酸钙作为除氯剂分别加入到需处理材料中的对比实施例4-2和4-3，则在一定程度上抑制氯化氢气体的产生。然而，已证实如此抑制氯化氢气体是不完全的。
相反，在实施例4-1中，将碳酸氢钾作为除氯剂加入到需处理材料中，在加热过程中的整个温度范围内，没有观察到氯化氢气体的产生，这证明碳酸氢钾是极好的除氯剂。此外，在实施例4-2中，将碳酸氢钾作为除氯剂加入到其它需处理材料(模拟垃圾)中，可发现有极少量的氯化氢生成；然而，在加热过程中的整个温度范围内，不能检测到氯化氢气体的存在。
值得注意的是在上述实验中，在温度低于可由需处理材料产生氯化氢(HCl)的温度时，可使碳酸氢钾(KHCO3)分解成分离的CO3，从而形成残留的KH易于与生成的HCl反应的气氛，反应如下：
因此，HCl和KH易于相互反应生成无毒的氯化物(KCl)。
相反地，在使用碳酸钙(CaCO3)或消石灰(Ca(OH)2)的情况下，假定与上述类似而生成无毒的氯化物(CaCl)；然而，与上述含有钾的除氯剂的情况相比，其反应不太容易。
因此，可以证明在热处理或加热过程中，向需处理材料中添加碳酸氢钾和/或碳酸钾(指能与氯反应的)，可有效地除去需处理材料产生的含氯气体中的氯，这样使含氯气体变得无毒。值得注意的是在高于600℃的高温条件下与上述实验类似加热需处理材料，可显示出与上述实验相类似的结果。加热需处理材料和除氯剂的混合物优选在不高于1000℃的温度范围内进行，这是由于如果将温度升高到1000℃以上，则需扩大进行本发明除氯方法的设备。
下面将对本实施方式的除氯方法中所进行的反应进行讨论。在使用碳酸氢钾(KHCO3)作为除氯剂的情况，碳酸氢钾与氯化氢(HCl)反应如下：
这样，碳酸氢钾与氯化氢反应生成无毒的氯化钾和二氧化碳气体。
在使用碳酸钾(K2CO3)作为除氯剂的情况，碳酸钾与氯化氢反应如下：
这样，碳酸钾与氯化氢反应生成无毒的氯化钾、水和二氧化碳气体。
在上述实验中，在加热反应结束后，反应罐中留有残留物。检测该残留物可得知该残留物不再含有毒氯的气体成分，而含有无毒的氯化物或氯化钠。将该残留物投入水中并搅拌10分钟，其中氯化钠溶于水而留下碳化物。也检测到该碳化物不含有含氯的气体成分。因此，可将需处理材料中的含氯化合物和氯成分转化为氯化钠(KCl)、水(H2O)和二氧化碳气体(CO2)，使得不能生成可形成dioxin部分来源的氯化氢，从而得到使排放气和残留物无毒的结果。在该实施方式中，可以得出将碱金属碳酸氢盐和/或碳酸盐，如碳酸氢钾和/或碳酸钾用作除氯剂。
如上所述，在根据上述化学反应进行该反应的加热过程中生成KCl。KCl为无毒氯化物并经水或类似物冲洗或溶解处理可有效除去。在冲洗处理后，固体残留物或碳化物留在罐中重新使用。因此，可通过任何分离方式将残留物按照不同的特性分成不同的材料。将所分离的不同材料干燥成块用作燃料或类似物。此外，用于上述冲洗处理的液体(如水)几乎不含有毒物，因此可将其排放到河流与海洋中。更具体地，罐中残留物含有无毒氯化钾(KCl)。为了提取碳化物，将该残留物投入一含有水的水槽内，并按预定时间搅拌以溶解氯化钾。结果是从水槽内将水槽中的固体物质取出，然后离心脱水以分离出固体物质中的水。将脱水后的固体物质干燥并硬化成块状。将水槽中的水和分离出的水通过单独的排放和处理方式进行排放。硬化块中的碳成分可用作燃料，同时硬化块中的无机成分可用作玻璃和水泥的原料。进一步地，如上所述，可通过任何分离方式将残留物按照不同的特征分成不同的材料，其中将所分离的不同材料干燥成块用作燃料或类似物。
其次将讨论本发明的有毒成分去除方法的第五个实施方式。该有毒成分去除方法为从含有毒成分(如氯和/或硫)的需处理材料(如城市废物或垃圾，或工业废物)中除去有毒成分(如氯和/或硫)。需处理材料可以含有聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、含氯的合成树脂、含氯的橡胶、所谓的粉碎机灰尘(由碎纸机产生的灰尘或垃圾)、由聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯形成的制品、废轮胎和生成的聚苯乙烯。
该实施方式的有毒成分去除方法包含按所示顺序的如下步骤：(a)将需处理的材料与有毒成分(氯和/或硫)去除剂混合形成混合物，该有毒成分去除剂含有碱金属化合物；和(b)加热此混合物，热分解需处理的材料从而生成含有毒成分(氯和/或硫)的物质，使该含有毒成分的物质与有毒成分去除剂接触并反应生成无毒化合物。
在该实施方式中，有毒成分去除剂含有碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐和碱金属氢氧化物中至少一种，即碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢三钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)、天然苏打(含有Na2CO3·NaHCO3·2H2O)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钾(K2CO3)、碳酸氢钾(KHCO3)和碳酸钾钠(KNaCO3·6H2O)中至少一种。
在该实施方式中，使碳酸氢钠、碳酸氢钾、碳酸钠、氢氧化钠或氢氧化钾与含大量氯和硫的需处理材料混合。按照该实施方式，在对含有含氯物和含硫物(含硫物质)的需处理材料进行热处理之前，其中含氯物和含硫物在加热时将分别产生含氯气体和含硫气体(含硫的气体)，将除氯剂加入并与需处理材料混合形成混合物。通过在低氧浓度气氛下加热该混合物，使含氯物质在预定温度下热分解生成有毒的含氯气体和含硫气体。含氯气体和含硫气体立即与有毒成分去除剂反应生成无毒氯化物(NaCl、KCl)和亚硫酸盐(Na2SO3、K2SO3)。
下面参照图1对该实施方式进行讨论，分析其中进行该实施方式的方法的氯和硫去除系统。
该氯和硫去除系统含有用于混合需处理材料(如粉状废物或垃圾)和有毒成分去除剂(如碳酸氢钠)形成混合物的混合装置或设备1。热处理熔炉2为圆筒型可旋转的。将由混合设备1形成的混合物送入熔炉2中。可通过而非混合设备1的其它装置或设备形成混合物。热处理熔炉2配备有旋转传递装置或设备(未显示)，它用来在搅拌下输送混合物。在熔炉2中，将需处理材料与有毒成分去除剂的混合物在低氧浓度气氛下加热，从而进行需处理材料的热分解。熔炉2还配有用于加热熔炉2内含物的加热旋管。
配有残留物处理装置或设备4，可处理熔炉2中由加热需处理材料生成的残留物(灰)。将残留物从熔炉2中排出并进行固液分离。在固液分离过程中，用液体如水清洗残留物从而使所生成的氯化物和/或亚硫酸盐进行分离并除去，然后在液体排放段4a排出。残留的固体如金属和碳化物由固体排出段4b排出。将热处理熔炉2的排放气引入到排放气处理装置或设备5中。可以认为该排放气是无害的，这是因为需处理材料中的有毒成分已在有毒成分去除剂的作用下被除去。在排放气体处理设备5中对引入的排放气进行必要的处理。然后将来自气体处理设备5的处理过的气体引入到用于回收气体的气体回收装置或设备6中或引入到二级燃烧装置或设备7中进行气体的二次燃烧并排放。
在使用上述有毒成分去除系统进行有毒成分去除的方法中将含有毒成分和有毒成分去除剂(如碳酸氢钠)的需处理材料投入混合设备1内并进行充分混合，然后送入热处理熔炉2中。可在投入之前将需处理材料粉碎，或者在混合需处理材料和有毒成分去除剂的同时进行粉碎。有毒成分去除剂的用量相对于需处理材料而言在5-30重量％的范围内。在热处理熔炉2中进行混合物的热处理或加热所在的温度和时间范围以由需处理材料产生HCl气和SOX气的温度和时间范围为准，在现有调查中已预定了温度(如600℃)和时间(如1小时)。这些温度和时间与热处理熔炉的条件(如型号和加热旋管)、需处理材料的处理量、需处理材料的热处理时间以及需处理材料的热处理温度有关。因此，需要在充分调查的基础上预定好上述温度和时间，并读取温度和时间的数据加以积累。
本方法的热处理是在完成需处理材料的干馏(或热分解)加热条件下进行的，因此不是在其它加热条件下实现需处理材料的燃烧或焚烧。在该热处理条件下，有毒HCl气和SOX气体可通过接触有效地进行反应，从而使有毒HCl气和SOX气分别转变为无毒的氯化物和亚硫酸盐。
为了保持该加热条件，在热处理熔炉内的总的反应气氛或环境可满足必要的条件并且是稳定的。例如，在热处理熔炉内形成稳定的低氧浓度气氛。换句话说，在加热或热处理期间只在需处理材料的周围供应新鲜空气是必要的。如果将新鲜空气送入需处理材料的周围，则有可能引起需处理材料的燃烧而使反应更稳定。另外，实验已证实可保持此加热条件，甚至采取这样的方式，即在需处理材料未燃烧的时候使新鲜空气充满整个粉状需处理材料，将新鲜空气送入热处理熔炉内。
在熔炉的热处理过程中，可产生含HCl气和SOX气的分解气体，其中HCl和SOX组分迅速与有毒成分去除剂或碳酸氢钠反应生成无毒氯化物(如NaCl)和亚硫酸钠(Na2SO3)，从而除去分解气体中的有毒HCl和SOX。由需处理材料的热处理形成的残留物不再含有有毒的HCl和SOX。因此，分解气体和残留物可同时变得无害。
通过残留物处理设备4将处理物排出，用水或溶液清洗，由此分离出残留物中的氯化物和亚硫酸盐而剩下固体残留物。该固体残留物含有可有效再利用的有用金属。
下面，将讨论按照该实施方式进行的有毒成分去除方法的实验，其中将实施例(根据该实施方式)和对比实施例(不在本发明的范围内)的实验结果进行对比。该实验显示出本实施方式的有毒成分去除剂可有效地与HCl气体和SOX气体反应，从而生成无毒排放气和残留物。
在该实验中，进行本实施方式的有毒成分去除方法可通过使用度的衍生燃料(下文称之为“RDF”)作为需处理材料。RDF由废料或废渣形成且含有如下成分：
食用下脚料，含有肉、鱼、骨头、蛋壳、蔬菜、水果的废渣及其类似物；
塑料废料，含有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚偏二氯乙烯及其类似物；
纸件，含有薄棉纸、广告单、纸袋、纸盒、用作饮料的包装纸及其类似物；
含有纤维材质的可燃物，例如纤维、木材、橡胶、皮革及其类似物。
作为分析的结果，确认在该实验中使用的RDF含有60.173重量％的碳(C)、16.277重量％的氧(O)、10.745重量％的硅(Si)、7.045重量％的钙(Ca)、3.314重量％的铝(Al)、0.888重量％的镁(Mg)、0.505重量％的磷(P)、0.466重量％的氯(Cl)、0.331重量％的硫(S)、0.155重量％的钾(K)、0.101重量％的钠(Na)。
与本发明相关的实验(实施例)使用RDF(没有进行过热处理或焚烧)作为需处理材料，而用于对比的实验(对比实施例)使用处理过的RDF(进行过热处理或焚烧的)。例如，通常其主要成分为塑料的RDF含有0.29-0.89重量％的氯成分，其主要成分为纸件的RDF含有0.2重量％的氯成分。此外，通常处理过的RDF含有大约1.0重量％的硫成分。
如表7所示，有关实施例部分，在实施例5-1中，将10g除氯剂(碳酸氢钠)加入到40g需处理材料(粉碎的RDF)中形成待加热混合物。在实施例5-2中，将除氯剂(碳酸氢钠)以4g的量加入到40g需处理材料(粉碎的RDF)中形成待加热混合物。在实施例5-3中，将除氯剂(碳酸氢钾)以3g的量加入到40g需处理材料(粉碎的RDF)中形成待加热混合物。在实施例5-4中，将除氯剂(碳酸钠和碳酸钾)以3g的量加入到20g需处理材料(粉碎的RDF)中形成待加热混合物。在实施例5-5中，将除氯剂(氢氧化钠)以3g的量加入到30g需处理材料(粉碎的RDF)中形成待加热混合物。在实施例5-6中，将除氯剂(氢氧化钾)以3g的量加入到20g需处理材料(粉碎的RDF)中形成待加热混合物。在实施例5-7中，将除氯剂(碳酸氢钠)以10g的量加入到40g需处理材料(未粉碎且为块状的RDF)中形成待加热混合物。在所有实施例中，除氯剂呈粉末状，具有的平均颗粒大小为100μm。
对于不使用有毒成分去除剂的对比实施例而言，将40g已经粉碎的处理过的RDF用作对比实施例5-1中的需处理材料。将已经粉碎的处理过的RDF以20g的用量用作对比实施例5-2中的需处理材料。将没有经过粉碎且为块状的处理过的RDF以20g的量用作对比实施例5-3中的需处理材料。
下面进行每一个实施例的实验：将预定量的需处理材料放入罐或熔炉中，然后将20g有毒成分去除剂加入到罐中与需处理材料混合，形成上述混合物。在每一个对比实施例的实验中，将预定量的需处理材料放入罐或熔炉内。然后，将罐完全密封以使罐内与外界空气或大气隔绝，从而使混合物或只有需处理材料进行加热干馏。将该密封罐用加热旋管分段加热，即在八个温度段250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃进行加热。在此加热过程中，保持八个温度段的每一段温度5分钟，其中在每次温度上升时间(即温度正好从一温度段到另一温度段上升的时间)和在每一个温度保持的时间(即温度正好保持在每一温度段的时间)，测量罐中HCl气体的浓度和SO2的浓度。在表7和表8中将温度上升时间表示为“上升时间”，同时将温度保持的时间表示为“保持时间”。该罐备有气体排放管，可通过它将罐内由加热产生的气体和压力排放到罐外。氯化氢气体浓度的测量可按照JIS(日本工业标准)-K0804并使用视镜管完成，即将视镜管插入到气体排放管中测量HCl气体和SO2气体的浓度。HCl气体和SO2气体浓度测量的结果如表7和表8所示。值得注意的是将上述实验重复十次以获得每个实施例和对比实施例中氯化氢气体浓度的十个实际测量值，其中每一实施例的测量值(表7所示)指所测量值中的最高值，同时每一对比实施例的测量值(表8所示)指所测量值中的最低值。此外，表7和表8中“ND”表示在任何十次的HCl气体和SO2气体浓度测量所获得的十个实际测量值中，没有观察到氯化氢气的情况。进一步地，检测有毒成分去除剂后处理的方式，并将其作为“除氯剂的后处理”显示在表7和表8中。
从这往下将参照表7和表8对实验结果进行讨论。
对于氯化氢气体(HCl)的情况：
(a)如果将需处理材料粉碎，则在实施例5-4中检测到少量HCl气体；然而，在其它实施例中没有检测到HCl气体，从而该有毒成分去除剂对抑制HCl气体的产生是非常有效的。与对比实施例5-1和5-2相比，此抑制HCl气体产生的效果相当高。
(b))如果没有将需处理材料粉碎而以块状使用，则与需处理材料被粉碎的情况相比，在实施例5-7中并在350℃至450℃的温度阶段内，检测到少量HCl气体；然而，与对比实施例的结果相比，实施例5-7的实验结果相当好。
对于氧化硫气体(SO2)的情况：
(a)如果将需处理材料粉碎，则在实施例5-1至5-6中并在400℃至450℃的温度阶段内检测到少量SO2气体；然而，总体实验结果很好，从而该有毒成分去除剂对抑制SO2气体的产生是非常有效的。与对比实施例5-1和5-2相比，此抑制SO2气体产生的效果相当好。
(b))如果没有将需处理材料粉碎而以块状使用，则与需处理材料被粉碎的情况相比，在实施例5-7中并在350℃至450℃的温度阶段内，检测到少量SO2气体；然而，与对比实施例5-3的结果相比，实施例5-7的实验结果相当好。
作为上述实验结果和研究的结果，得知通常可使HCl和SOX完全转变成无毒化合物，这通过使用可有效地与HCl和SOX反应生成无毒氯化物和亚硫酸盐的含碱金属化合物的有毒成分去除剂来实现。这样，如上所示如果将有毒成分去除剂加入到需处理材料中形成混合物并进行热处理，由需处理材料产生的含氯气体和含硫气体可有效地转变成无毒化合物。
值得注意的是在高于600℃的高温条件下与上述实验类似加热需处理材料，可显示出与上述实验相类似的结果。按照易于实现热处理的形式、热处理的时间、需处理材料的量等来选择加热需处理材料和除氯剂混合物的温度。
接下来将讨论有毒成分去除剂和有毒气体(含氯气体和含硫气体)之间的反应历程，从而理解排放气和残留物都是无毒的结果。
(1)对于氯化氢气体(HCl)的情况：
按照前面所讨论的反应公式，确认碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢三钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)、天然苏打(含有Na2CO3·NaHCO3·2H2O)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钾(K2CO3)、碳酸氢钾(KHCO3)可与有毒的HCl进行反应，从而使HCl转变为无毒氯化物(NaCl和KCl)。应该明白碳酸钾钠和水合碳酸钠也能与有毒的HCl进行与上述类似的反应。
尤其在使用碱金属碳酸氢盐作为有毒成分去除剂的情况下，主要有如下倾向：首先，在低于由需处理材料分解产生氯化氢(HCl)的温度下(不低于250℃)，分离出CO2，生成NaOH或KOH。假定形成了一种气氛，即使得NaOH或KOH和HCl之间的反应易于进行。这里进行如下反应：
在碳酸氢钠的情况下，
在碳酸氢钾的情况下，
这样，NaOH或KOH易于和HCl反应，从而生成无毒的氯化物(NaCl，KCl)。
在热处理之后，残留物于加热反应结束后留在反应罐中。检测该残留物可得知该残留物不再含有有毒的含氯气体成分，而含有无毒的氯化物(氯化钠或氯化钾)。将该残留物放进水中并搅拌10分钟，其中氯化物溶于水而留下碳化物。也检测到该碳化物不含有含氯的气体成分。
因此，可将需处理材料中的含氯化合物和氯成分转化为氯化钠(NaCl)、氯化钾(KCl)、水(H2O)和二氧化碳气体(CO2)，使得不能生成可形成dioxin部分来源的氯化氢，从而得到使排放气和残留物无毒的结果。
(2)对于氧化硫气体(SOX)的情况：
可以确认有毒成分去除剂可与有毒的SOX反应，从而使SOX转变为如下无毒的亚硫酸盐：
在使用碳酸氢钠作为有毒成分去除剂的情况下，
在使用碳酸氢钾作为有毒成分去除剂的情况下，
在使用氢氧化钠作为有毒成分去除剂的情况下，
在使用氢氧化钾作为有毒成分去除剂的情况下，
在使用碳酸钾钠作为有毒成分去除剂的情况下，
尤其在使用碱金属碳酸氢盐作为有毒成分去除剂的情况下，主要有如下倾向：首先，在低于由需处理材料分解产生氧化硫(SO2)的温度下(不低于300℃)，分离出CO2，生成NaOH或KOH。假定形成了一种气氛，即使得NaOH或KOH和SO2之间的反应易于进行。这里进行如下反应：
在碳酸氢钠的情况下，
在碳酸氢钾的情况下，
这样，NaOH或KOH易于和SO2反应，从而生成无毒的亚硫酸盐(Na2SO3、K2SO3)。
按照前面所讨论的反应公式，可确认碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢三钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)、天然苏打(含有Na2CO3·NaHCO3·2H2O)、碳酸钾(K2CO3)和水合碳酸钠可与有毒的SO2进行反应，从而使SO2转变为无毒的亚硫酸盐(Na2SO3、K2SO3)。
通过对上述残留物进行检测，可发现残留物不再含有毒的含硫气体(SOX)，而含有无毒的亚硫酸盐(Na2SO3、K2SO3)。将该残留物放进水中并搅拌10分钟，其中氯化物溶于水而留下碳化物。也检测到该碳化物不含有含氯的气体成分。
因此，可将需处理材料中的含硫化合物和硫成分转化为粉末状的亚硫酸钠(Na2SO3)、粉末状的亚硫酸钾(K2SO3)、水(H2O)和二氧化碳气体(CO2)，使得不能生成可形成SOX，从而得到使排放气和残留物无毒的结果。
在该实施例中，有毒成分去除剂含有至少一种碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐和碱金属氢氧化物，例如至少一种碳酸氢钠(NaHCO3)、碳酸钠(Na2CO3)、碳酸氢三钠(Na2CO3·NaHCO3·2H2O)、天然苏打(含有Na2CO3·NaHCO3·2H2O)、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钾(K2CO3)、碳酸氢钾(KHCO3)和碳酸钾钠(KNaCO3·6H2O)。如上所述，在根据上述化学反应进行该反应的加热过程中，使有毒氯化氢和/或氧化硫转变为无毒氯化物(NaCl、KCl)和/或亚硫酸盐(Na2SO3、K2SO3)。从而使从通过加热由需处理材料产生的分解气体中除去有毒成分(氯化氢和/或氧化硫)成为可能。这样，从熔炉出来的分解气体或排放气体可有效地变得无害。氯化物和/或亚硫酸盐形成部分残留物，并经水或类似物冲洗或溶解处理可有效除去。在冲洗处理后，固体残留物或碳化物留在罐中重新使用。因此，可通过任何分离方式将残留物按照不同的特征分成不同的材料。将所分离的不同材料干燥成块用作燃料或类似物。此外，用作上述冲洗处理的液体(如水)几乎不含有毒物，因此可将其排放到河流与海洋中。
                                   表1
    项目     试样 实施例1-1  对比实施例1-1 对比实施例1-2 对比实施例1-3
需处理材料   聚偏二氯乙烯   4g      4g     4g     4g
  除氯剂   碳酸氢钠   20g      -     -     -
  消石灰   -      -     20g     -
  碳酸钙   -      -     -     20g
                                     表2
    项目     试样   实施例1-2   实施例1-3   实施例1-4   实施例1-5
需处理材料   模拟垃圾    20g     20g     20g     20g
  聚偏二氯乙烯    1g     0.5g     0.1g     -
  除氯剂   碳酸氢钠    5g     2.5g     0.5g     5g
  水含量   城市用水    -     -     -     20cc
                                                         表3
      项目   实施例1-1   实施例1-2    实施例1-3   实施例1-4  实施例1-5   对比实施例1-1   对比实施例1-2   对比实施例1-3
  项目   需处理材料 聚偏二氯乙烯(4g) 聚偏二氯乙烯(1g)  聚偏二氯乙烯(0.5g) 聚偏二氯乙烯(0.1g)     -   聚偏二氯乙烯(4g)   聚偏二氯乙烯(4g)   聚偏二氯乙烯(4g)
-   模拟垃圾(20g)  模拟垃圾(20g)   模拟垃圾(20g)  模拟垃圾(20g) - -       -
     -       -      -      -  水(20cc)      -      -       -
  除氯剂   碳酸氢钠(20g)    碳酸氢钠(5g)   碳酸氢钠(2.5g)   碳酸氢钠(0.5g)  碳酸氢钠(5g)      -   消石灰(20g)   碳酸钙(20g)
  温度℃   测量时间 HCl浓度(不高于)  HCl浓度(不高于)  HCl浓度(不高于)  HCl浓度(不高于)  HCl浓度(不高于)  HCl浓度(不低于)   HCl浓度(不低于)   HCl浓度(不低于)
  250   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND     ND      ND      ND
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND     ND      ND      ND
  300   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND   450ppm     1ppm    15ppm
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   1000ppm     4ppm    35ppm
  350   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND   1000ppm     280ppm    350ppm
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   1000ppm     15ppm    50ppm
  400   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND   1000ppm      8ppm    20ppm
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   1000ppm       ND    15ppm
  450   上升时间     ND     ND     ND     ND   1ppm   650ppm      5ppm    10ppm
  保持时间     ND     ND     ND     ND   3ppm   400ppm       ND     7ppm
  500   上升时间     ND     ND     ND     ND   20ppm   1000ppm       ND     3ppm
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   580ppm       ND      ND
  550   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND   1000ppm       ND      ND
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   500ppm       ND      ND
  600   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND   600ppm       ND      ND
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   50ppm       ND      ND
  除氯剂的后处理   溶于水    溶于水   溶于水   溶于水   溶于水     -    微溶于水    微溶于水
                                                       表4
            项目   实施例2-1   实施例2-2   对比实施例2-1  对比实施例2-2   对比实施例2-3   对比实施例2-4
    项目  需处理材料  聚偏二氯乙烯(4g)  聚偏二氯乙烯(4g)   聚偏二氯乙烯(1g)  聚偏二氯乙烯(4g)   聚偏二氯乙烯(4g) 聚偏二氯乙烯(4g)
  除氯剂 氢氧化钠(20g)  氢氧化钾(20g)       -      -   消石灰(20g)   碳酸钙(20g)
   温度℃   测量时间  HCl浓度(不高于)  HCl浓度(不高于) HCl浓度(不低于)  HCl浓度(不低于)   HCl浓度(不低于)  HCl浓度(不低于)
    250   上升时间     ND     ND      ND      ND      ND      ND
  保持时间     ND     ND      ND      ND      ND      ND
    300   上升时间     ND     ND      ND     450ppm     1ppm     15ppm
  保持时间     ND     ND      ND    1000ppm     4ppm     35ppm
    350   上升时间    3ppm     ND      ND    1000ppm    280ppm     350ppm
  保持时间     ND     ND     60ppm    1000ppm     15ppm     50ppm
    400   上升时间     ND     ND     480ppm    1000ppm     8ppm     20ppm
  保持时间     ND     ND    1000ppm    1000ppm      ND     15ppm
    450   上升时间    1ppm     ND    1000ppm     650ppm     5ppm     10ppm
  保持时间     ND    2ppm    1000ppm     400ppm      ND     7ppm
    500   上升时间     ND     ND     500ppm    1000ppm      ND     3ppm
  保持时间     ND     ND     400ppm     580ppm      ND      ND
    550   上升时间     ND     ND     200ppm    1000ppm      ND      ND
  保持时间     ND     ND     240ppm     500ppm      ND      ND
    600   上升时间     ND     ND     60ppm     600ppm      ND      ND
  保持时间     ND     ND     30ppm     50ppm      ND      ND
 600-1000   上升时间     ND     ND      ND      ND      ND      ND
  保持时间     ND     ND      ND      ND      ND      ND
      除氯剂的后处理   溶于水   溶于水      -       -    微溶于水    微溶于水
                                                     表5
           项目    实施例3-1    实施例3-2  对比实施例3-1 对比实施例3-2  对比实施例3-3
    项目  需处理材料  聚偏二氯乙烯(4g)  聚偏二氯乙烯(4g)   聚偏二氯乙烯(1g) 聚偏二氯乙烯(4g)  聚偏二氯乙烯(4g)
   除氯剂 碳酸氢钠(20g)  碳酸氢钠(20g)      -  碳酸钙(20g)  消石灰(20g)
    温度℃   测量时间   HCl浓度(不高于)   HCl浓度(不高于)   HCl浓度(不低于)   HCl浓度(不低于)   HCl浓度(不低于)
    250   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND
    300   上升时间     ND     ND   450ppm   15ppm    1ppm
  保持时间     ND     ND  1000ppm   35ppm    4ppm
    350   上升时间     ND     ND  1000ppm  350ppm   280ppm
  保持时间     ND     ND  1000ppm   50ppm    15ppm
    400   上升时间     ND     ND  1000ppm   20ppm    8ppm
  保持时间     ND     ND  1000ppm   15ppm     ND
    450   上升时间     ND     ND   650ppm   10ppm    5ppm
  保持时间     ND     ND   400ppm   7ppm     ND
    500   上升时间     ND     ND  1000ppm   3ppm     ND
  保持时间     ND     ND   580ppm    ND     ND
    550   上升时间     ND     ND  1000ppm    ND     ND
  保持时间     ND     ND   500ppm    ND     ND
    600   上升时间     ND     ND   600ppm    ND     ND
  保持时间     ND     ND   50ppm    ND     ND
    除氯剂的后处理   溶于水   溶于水     -   微溶于水   微溶于水
                                                    表6
           项目   实施例4-1   实施例4-2   对比实施例4-1  对比实施例4-2  对比实施例4-3
    项目 需处理材料 聚偏二氯乙烯(4g)      - 聚偏二氯乙烯(4g) 聚偏二氯乙烯(4g) 聚偏二氯乙烯(4g)
     - 模拟垃圾(40g)      -      -      -
  除氯剂  碳酸氢钾(10g) 碳酸氢钾(10g)      -  消石灰(20g)  碳酸钙(20g)
  温度℃   测量时间   HCl浓度(不高于)   HCl浓度(不高于)   HCl浓度(不低于)   HCl浓度(不低于)   HCl浓度(不低于)
    250   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND
    300   上升时间     ND     ND   450ppm    1ppm    15ppm
  保持时间     ND     ND   1000ppm    4ppm    35ppm
    350   上升时间     ND    2ppm   1000PPm   280ppm   350ppm
  保持时间     ND    7ppm   1000ppm    15ppm    50ppm
    400   上升时间     ND    5ppm   1000ppm    8ppm    20ppm
  保持时间     ND    2ppm   1000ppm     ND    15ppm
    450   上升时间     ND     ND    650ppm    5ppm    10ppm
  保持时间     ND     ND    400ppm     ND    7ppm
    500   上升时间     ND     ND   1000ppm     ND    3ppm
  保持时间     ND     ND    580ppm     ND     ND
    550   上升时间     ND     ND   1000ppm     ND     ND
  保持时间     ND     ND    500ppm     ND     ND
    600   上升时间     ND     ND    600ppm     ND     ND
  保持时间     ND     ND    50ppm     ND     ND
    除氯剂的后处理   溶于水   溶于水       -   微溶于水   微溶于水
                                                        表7
     实施例 5-1     实施例5-2     实施例5-3      实施例5-4     实施例5-5     实施例5-6      实施例5-7
需处理材料      粉碎的RDF,(40g)     粉碎的RDF，(40g)     粉碎的RDF，(40g)      粉碎的RDF，(40g)     粉碎的RDF，(40g)     粉碎的RDF，(40g)     块状RDF，(40g)
有毒成分去除剂   NaHCO3    10g  NaHCO3    4g  KHCO3     3g  Na2CO3  K2CO33g  NaOH       3g   KOH       3g  NaHCO3     10g
 温度℃   测量时间  HCl浓度(不高于) SO2浓度(不高于) HCl浓度(不高于) SO2浓度(不高于) HCl浓度(不高于) SO2浓度(不高于) HCl浓度(不高于) SO2浓度(不高于) HCl浓度(不高于) SO2浓度(不高于) HCl浓度(不高于) SO2浓度(不高于) HCl浓度(不高于)  SO2浓度(不高于)
  250   上升时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  保持时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  300   上升时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  保持时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  350   上升时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  保持时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND  2ppm  5ppm
  400   上升时间   ND   ND   ND  3ppm   ND  5ppm  2ppm  5ppm   ND  1ppm   ND  1ppm 16ppm 15ppm
  保持时间   ND   ND   ND   ND   ND  4ppm   ND  3PPm   ND   ND   ND   ND  8ppm  5ppm
  450   上升时间   ND   ND   ND   ND   ND  1ppm   ND   ND   ND   ND   ND   ND  2ppm  2PPm
  保持时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  500   上升时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  保持时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  550   上升时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  保持时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  600   上升时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
  保持时间   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND   ND
   有毒成分去除剂的后处理         溶于水       溶于水       溶于水       溶于水       溶于水       溶于水         溶于水
                                         表8
     对比实施例5-1     对比实施例5-2    对比实施例5-3
需处理材料      处理过的粉碎的RDF40g     处理过的粉碎的RDF20g     处理过的块状RDF40g
有毒成分去除剂           -           -           -
 温度℃   测量时间 HCl浓度(不低于)  SO2浓度(不低于) HCl浓度(不低于) SO2浓度(不低于) HCl浓度(不低于) SO2浓度(不低于)
  250   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND   ND
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   ND
  300   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND   ND
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   ND
  350   上升时间     ND    7ppm     ND   20ppm    2ppm  6ppm
  保持时间   16ppm   40ppm   13ppm   17ppm   35ppm 60ppm
  400   上升时间   70ppm   35ppm   30ppm   13ppm  1000ppm 60ppm
  保持时间   60ppm   30ppm    3ppm    7ppm   130ppm 20ppm
  450   上升时间   10ppm    7ppm    1ppm    4ppm   10ppm 10ppm
  保持时间    2ppm    3ppm     ND     ND     ND  5ppm
  500   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND   ND
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   ND
  550   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND   ND
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   ND
  600   上升时间     ND     ND     ND     ND     ND   ND
  保持时间     ND     ND     ND     ND     ND   ND
有毒成分去除剂的后处理           -           -           -

Claims (19)

1.一种从含有氯和硫中至少一种的需处理材料中除去氯和硫中至少一种的方法，包括按所示顺序的如下步骤：
将需处理的材料与氯和硫去除剂混合形成混合物，所述氯和硫去除剂含有至少一种选自钠化合物和钾化合物的化合物；
将混合物供入熔炉中；
搅拌在熔炉中的混合物；
和在熔炉的低氧浓度气氛下加热此混合物以便热分解需处理的材料从而生成含氯物和含硫物中至少一种，使含氯物和含硫物中至少一种与所述氯和硫去除剂接触并反应生成无毒氯化物和亚硫酸盐中至少一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其中从含有氯的需处理材料中除去氯。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述去除剂含有选自钠和钾的碳酸盐、碳酸氢盐和氢氧化物组成的一组中的至少一种的化合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述去除剂含有选自由碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢三钠、天然苏打、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾和碳酸钠钾组成的一组中的至少一种的化合物。
5.根据权利要求2所述的方法，其中加热步骤包括在基本上密封的，以阻止新鲜空气进入其中的熔炉内加热所述混合物的步骤，其中所述熔炉内的压力向熔炉外泄漏。
6.根据权利要求2所述的方法，其中加热步骤包括加热所述混合物的步骤，使得所述需处理材料进行干馏。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述去除剂为选自由团块、片状、多孔体、颗粒、溶液和悬浮液组成的一组中的至少一种形式。
8.根据权利要求2所述的方法，需处理材料为选自由聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、含有氯的合成树脂和含氯橡胶组成的一组中的至少一种。
9.根据权利要求2所述的方法，其中在所述混合步骤中的所述去除剂的用量相对于在所述混合步骤之前的需处理材料而言，为0.05-10重量％。
10.根据权利要求2所述的方法，其中在需处理材料为选自由聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、含有氯的合成树脂和含有氯的合成橡胶组成的一组中的至少一种的情况下，在所述混合步骤中的所述去除剂的用量相对于需处理材料而言，为10-70重量％。
11.根据权利要求2所述的方法，其中在所述混合步骤中的所述去除剂的用量不低于由需处理材料产生的氯的化学当量。
12.根据权利要求2所述的方法，进一步包括在所述加热步骤中将所述去除剂加入到所述混合物中的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中加入步骤包括在需处理材料达到进行热分解的温度之前，将所述去除剂加入到所述混合物中。
14.根据权利要求12所述的方法，其中加入步骤包括在需处理材料达到进行热分解的温度之后，将所述去除剂加入到所述混合物中。
15.根据权利要求2所述的方法，进一步包括将所述去除剂供入熔炉内的需处理材料中，这通过选自由投入和喷射组成的一组中的至少一种方法进行。
16.根据权利要求2所述的方法，其中所述加热步骤包括在200-1000℃的范围内加热需处理材料。
17.一种从含有氯和硫中至少一种的需处理材料中除去氯和硫中至少一种的系统，包括：
将需处理的材料与氯和硫去除剂混合形成混合物的装置，所述氯和硫去除剂含有选自由钠化合物和钾化合物组成的一组中的至少一种化合物；
供入需处理材料和氯和硫去除剂的混合物的熔炉，所采用的熔炉在其内部形成低氧浓度气氛并带有一个旋转传送装置；
在所述熔炉内并在低氧浓度气氛下加热混合物的加热装置，从而热分解需处理的材料以完成需处理材料的于馏，其中所述混合物产生含氯物和含硫物中至少一种，并使含氯物和含硫物中至少一种与氯和硫去除剂接触并反应生成无毒氯化物和亚硫酸盐中至少一种。
18.根据权利要求17的系统，其中所述氯和硫去除剂含有选自由钠和钾的碳酸盐、碳酸氢盐和氢氧化物组成的一组中的至少一种化合物。
19.根据权利要求17的系统，其中所述氯和硫去除剂含有选自由碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸氢三钠、天然苏打、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾和碳酸钾钠组成的一组中的至少一种化合物。
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