JP2008504110A - 都市固形廃棄物の再生利用方法及びシステム、並びに、固形廃棄物回収燃料の利用方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、電気エネルギーの生産及び／又は水素の生成のための、最小の環境影響で固形廃棄物回収燃料（ＷＳＲＦ）を活用した都市固形廃棄物の完全な再生利用方法及びシステムに関する。それらの結果は、揮発性成分と無機成分がそれぞれ燃焼され、それによって、合成ガスのさらなる処理と鉱物溶融粒及び金属溶融粒の回収とを同時に可能にする反応炉内でのＷＳＲＦの気化によって達成される。

Description

本発明は、電気エネルギーの生産及び／又は水素の生成のための、最小の環境影響で固形廃棄物回収燃料（ＷＳＲＦ）を用いた都市固形廃棄物（ＭＳＷ）の完全な再生利用方法及びシステムに関する。

“廃棄物”という用語は、もはや使用されず、捨てられた全ての製品、及び、捨てられた、又は捨てられる運命にある、人間活動又は自然サイクルから生じるあらゆる物質を意味することを意図している。都市固形廃棄物の処理及び再生利用のシステムは、ますます増加する効率的で環境適合性の廃棄の必要性と、エネルギー源としての廃棄物の有効な利用の必要性のために、長い間研究されている。

上記の必要性に従い、本発明の第１の目的は、廃棄物の最大の再生を可能にする方法を見出すことである。また、本発明の目的は、最小の環境影響で結果としてエネルギー回収を伴う固形廃棄物回収燃料（ＷＳＲＦ）向けの処理方法を提供することである。さらに、本発明の目的は、費用効率とエネルギー活用再生処理の達成のための適切なシステムを提供することである。

本発明によれば、都市固形廃棄物に分類される材料の全回収手順は、請求項１に記載の方法及び請求項１３に記載のシステムを用いて得られる。
更なる利点は、従属請求項に開示されている。
特に、本発明によって提供される方法は、以下の段階によって特徴付けられる。
（ａ）都市固形廃棄物を受け取る段階、
（ｂ）前記都市固形廃棄物の乾燥した破片と湿った破片とを機械選別する段階、
（ｃ）前記乾燥した破片を処理し、固形廃棄物回収燃料を用意する段階、
（ｄ）金属を回収する段階、
（ｅ）前記湿った破片を処理する段階、
（ｆ）前記安定化された有機破片を精製する段階、
（ｇ）バルキー材料を減容する段階、
（ｈ）空気処理する段階、
（ｉ）少なくとも１つの燃焼室を有する反応炉内で前記固形廃棄物回収燃料を気化する段階、
（ｊ）前記処理から生じる気体から電気エネルギーを生産する段階、及び／又は、水素を生成する段階。

様々な手段に関係する全ての動作は、継続的に動作し、全体の内部環境を若干の減圧状態に維持する押し込み換気システムを有し、適切な床面を有し、密閉された工場内で行われるということが指摘されるに違いない。この換気システムは、集中型空気清浄装置を中心とし、粉塵及び臭気の減少を保証する。

（都市固形廃棄物の受け取り）
計量処理後にそのシステムに廃棄物を供給する自己充填装置は、荷下ろしのために受け取りセクションに送られる。
自己充填装置付近のこのセクションへのアクセスは、自動シャッターを備えた大きなドアによって行い、それは、車両通過に必要な時だけ開けられる。廃棄物が荷下ろしされた後、それは、その生産ラインに供給すると共に特別な動作ライン上で粉砕されてサイズが減少されたあらゆるバルキー材料を除去することも保証する機械選別ラインに搬送される。その廃棄物は、クラブバケットを有する電気油圧式クレーンを用いて機械選別ラインに積まれる。

（乾燥した破片と湿った破片との機械選別）
そのシステムは、それぞれ１００ｔ／ｈまでの能力を有する１つ以上の選別ラインが備わっている。そのラインに載せられた廃棄物は、元々廃棄物が集められているパッケージの破断（スプリット）と、その後のサイズ選別段階とからなる第１処理段階を経る。低速引き裂き装置は、それによって機械選別処理効率を低下させる生成物の様々なタイプを特徴付ける様々な特徴を無効にする働きをするあらゆる過度の磨耗作用や粉砕作用を有することなく内容物を開放するために、その包装と袋を破断するように動作する。

続いて起こる乾燥した破片と湿った破片との機械選別は、自浄装置を有する回転篩の選別格子を通して行う。この回転分離機は、以下の材料を分離するために適切なサイズの網目（メッシュ）を備えている。
（ａ）高い発熱量を有する材料からなる乾燥した要素（紙、プラスチック、布、ゴムなど
）、
（ｂ）主に粗い有機物質からなる湿った要素（通常、ガラス、石などが混合している）。

（乾燥した破片の処理及び固形廃棄物回収燃料の用意）
特別な種類の拡張可能な格子を備える特別のシュレッダーによる、後続の清浄／品質向上システムを有する風篩システムに接続される特別な定寸処理を経る前に、乾燥した破片の処理は、第１に金属部品の除去を経験し、全ての種類の金属要素は除去される。これらの装置の組み合わされた動作は、固形廃棄物回収燃料の生成をもたらす。その後、固形廃棄物回収燃料は、じか積みのために毛羽状で２つの固定圧縮機に搬送され、熱利用工場に搬送するためにトラクター及びセミトレーラーに搬送される。並行して、熱利用システムの計画的な保全間隔中に、その材料をベール形態（圧縮梱包形態）にし、それらを固形廃棄物回収燃料の最後の一時倉庫用の伸縮フィルムで収縮包装（シュリンクラップ）する包装ラインもある。

（金属回収）
鉄とアルミニウムは、電磁作用、すなわち、誘導電流フローによってそれぞれ分離される。鉄鋼材は、特別なラインで精製され、“プロラー（ＰＲＯＬＥＲ）”に変換される。アルミニウムは、ベール形態で包装される。その後に、両方の回収された生成物は、それぞれ再利用される生産業に送られる。

（湿った破片の好気性処理）
その動作は、平行に又は連続して積層された、２２メートルの標準幅と、日産に応じて１５０メートル超まで変えることができる長さの長方形のタンクからなる、成熟ボール（maturation basins）上の好気性消化装置内で行う処理に基づくバイオ酸化反応に本質がある。平行に位置するタンクを有するこれらの消火装置と、連続して位置するタンクを有するこれらの消火装置との両方において、その処理は、有機物質の成熟と全ての生物的安定を保証するために十分な継続時間である。強力な生物活性が生分解性の物質の急速な分解を促進しているこの段階中に、そのバイオマスは、強力な加速反応に晒される。そのタンクは、そのシステムの完全に分離された領域に取り付けられる。約３メートルの厚さの層のタンク内でのそのバイオ酸化反応は、押し込み換気と指定時刻に動作する機械的な転倒とによって制御され、完全に好気性に維持される。その換気システムは、処理の均一性を保証するために、キャピラリー送風ネットワーク（capillary distribution network）を含み、あらゆる好気性の布袋の可能な形成を防止する。
その転倒動作は、スクリューオーガーを備える特別なブリッジによって行われ、材料の多孔性の維持を保証し、そうしないと処理異常をもたらす、あらゆる優先的な流路を形成することを防止する。
好気性処理は、合成において、以下の段階と手続回数を含む。
（ａ）２から３週間に亘る有機物質の加速分解、
（ｂ）バイオマスからの不活性処理残余物の分離、
（ｃ）５から６週間に亘る有機破片の熟成と安定化。
材料装填及び材料除去を含む全ての動作は、自動的に実行され、あらゆる人員の介入を要求しない。

（安定化されたバイオ廃棄物（または、有機破片）の精製）
好気性処理過程の最後に、消火され、安定化された有機要素は、ガラス、石、プラスチックなどのような全ての不活性破片を精製するために、最終機械精製ラインに搬送される。このラインは、その処理残余物からの更なる固形廃棄物回収燃料の回収を保証する。この動作は自動的でもあり、この動作の最後に、その処理残余物、固形廃棄物回収燃料、及び、安定化されたバイオ廃棄物（灰色の配合土）が生態回復の動作の使用に適した直接呼吸指数（dynamic respiration index：ＤＲＩ）を有して得られる。

（バルキー材料の減容）
バルキー材料の処理は、材料粉砕による非常に強制された粉砕動作に本質があり、あらゆる鉄鋼材の回収を保証しながら、その体積を効果的に減少させることに成功する。粉砕された材料は、適切な燃焼材料の場合に熱利用工場でありえる最終目的地用の特別な容器、又は、工場のゴミ集積場に積まれる。

（空気処理）
この処理は、空気を吸引することで全ての動作段階が若干の負圧状況に維持され、それから、前記吸入された空気は、固形廃棄物回収燃料の燃焼サイクルに送られる。その吸入された空気は、収率及び臭気軽減の点で最良の結果を保証するバイオフィルタを通過する。このフィルタは、収率及び臭気軽減の点で最良の結果を保証する高程度の多孔性と拡張された生物活性表面とを有する、適切に処理されたバイオマスのベッドからなる。その軽減システムの強制された空気の取り入れは、一連の遠心ファンを通して行われる。その機械の密閉されたコンベアベルトと排塵フードとの使用は、動作環境に放出された粉塵の量、したがって、処理される空気の量を減少するのに役立つ。有機材料の好気性処理ボールは、臭気放出が多い場所であり、完全に分離された領域に密閉され、あらゆる空気漏れを防止するために真空下で常に（昼夜）維持される。

本発明の第２の目的は、気化された固形廃棄物回収燃料のエネルギー活用と、結果として起こる、電気エネルギー及び／又は水素の生成用の合成ガスの使用とである。その処理の革新的な側面は、固形廃棄物回収燃料の気化と、気化処理から得られる合成ガスを用いた、組み合わされた高効率サイクルシステムを通した電気エネルギーの生成とに本質があり、その固形廃棄物回収燃料は、不活性材料に分類され、一緒に存在する灰の溶融及びガラス化と共に継続的で均一的な流れを受ける。

固形廃棄物回収燃料は、高温気化に晒され、その反応炉内での気化反応に必要なエネルギーは、酸素と燃料バーナーで生成される。もし、気化システムが廃棄物収集場領域、固形廃棄物回収燃料の選別機の大部分、及び、実際に収集場の付近内にある生産システム内に位置すると、バーナーに使用されるその燃料は、その収集場自体の堆積されたバイオ廃棄物の嫌気性の消化処理から回収されるバイオガスであろう。

高効率の組み合わされた以下のようなエネルギーサイクルで使用されることができるように、気化で得られた合成ガスは、強制された清浄処理を経験する。
（ａ）ターボオルタネータを通した回収ボイラーと蒸気サイクルとを有する吸熱反応型エンジン、
（ｂ）サーモオルタネータを有する蒸気サイクル回収ボイラーを有するガスタービン、
（ｃ）燃料電池、
（ｄ）ターボガス熱生成部。

固形廃棄物回収燃料に含まれるエネルギーの回収が、燃焼処理によって生成される高温のガスに含まれる直接的な熱エネルギーの、発電用のタービン内で膨張する高圧蒸気への変換を通して行われるので、この技術は、伝統的な固形廃棄物回収燃料エネルギー活用システムとは非常に異なる。さらに、スラグ、灰、及び、濾過粉末からなる、伝統的な熱処理からの固形物は、通常、回復できない生成物である。
逆に、ここで提案された気化処理において、固形廃棄物回収燃料内に存在する無機化合物は、再生利用可能な鉱物（ガラス状にされた鉱物粒子及び金属粒子）に変換され、合成ガス中に存在する硫黄化合物（Ｈ_２Ｓ、ＣＳ_２、ＣＯＳ）は除去され、それによって、硫黄が再生される。最終的に、合成ガスの急冷処理は、２５０℃から３００℃の温度超過分でボイラー内のそのガスの冷却の結果として一般的な廃棄物燃焼処理で起こる、あらゆるダイオキシンとフランの再形成を防止する。

本発明の更なる目的は、上記方法を達成するためのシステムを提供することである。最小の環境影響で固形廃棄物回収燃料を用いた都市固形廃棄物の回収再生を最適化する要求に最適に適合するためのシステムは、以下を含む。
（ａ）固形廃棄物回収燃料を継続的且つ均一的に供給するシステム（Ａ，Ｂ）、
（ｂ）少なくとも１つの燃焼室を有する気化反応炉（８）、
（ｃ）粒子収集タンク（１３）、
（ｄ）前記気化反応炉（８）の流出流路（１５）、
（ｅ）前記水冷セクション（１６，１７）、
（ｆ）前記酸洗浄セクション（１８）、
（ｇ）前記基本洗浄セクション（１９，２０）、
（ｈ）前記硫酸の初期除去セクション（２１）、
（ｉ）前記微粒子の除去セクション（２２）、
（ｊ）前記硫黄の有機化合物の除去用の触媒（２７）、
（ｋ）前記残留した硫酸の除去セクション（２８）、
（ｌ）前記電気エネルギーの生産用の結合されたサイクルのシステム、及び／又は、前記水素の生成用のシステム。

本発明の方法及びシステムの特徴のより良い理解のために、この方法とシステムの両方の詳細な説明が添付した図を参照して以下に提供される。図１Ａは、スクリューフィーダーシステムの概略図であり、図１Ｂは、スロープフィーダーシステムの概略図であり、図２は、気化反応炉の概略図であり、図３は、洗浄及び濾過システムの概略図であり、図４は、緊急照明弾、触媒及び洗浄過程の概略図である。

（固形廃棄物回収燃料供給システム）
固形廃棄物回収燃料は、そのサイズと化学物理特性の両方において均質な燃料であるので、この方法は、如何なる前処理も必要としない。その燃料は、他の気化処理でのように、如何なる追加の押出成形及び／又はペレット製剤処理を必要とせず、“毛羽”形態で提供される。
固形廃棄物回収燃料の気化反応炉８への搬送手段は、その反応炉にその燃料の継続的で均一的な流入を可能にする技術を利用する独創的な特徴を有する。
その継続的な供給処理は、固形廃棄物回収燃料のような均質な気体のおかげで、その気体自体の体積と発熱量とに比例して合成ガスの安定な気化と一定の生産速度を可能にする。

２つの異なるバージョンで図１に示される、反応炉８に固形廃棄物回収燃料を継続的に供給するためのシステムは、
（ａ）固形廃棄物回収燃料貯蔵サイロ、
（ｂ）その貯蔵サイロから注入容器（２）に固形廃棄物回収燃料を搬送する搬送システム（１）、
（ｃ）気化反応炉（８）に供給する吸気装置（注入システム）（５）に注入容器（２）から固形廃棄物回収燃料を搬送する搬送システム（３）、
（ｄ）バルブを有する二重シーリングシステム（４）、
（ｅ）窒素を有する不活性化システム、
（ｆ）気化反応炉（８）に固形廃棄物回収燃料を供給する搬送システム（５）、
（ｇ）超過量回収システム（６）、
からなる。

図２に示されるように、固形廃棄物回収燃料は、冷却されたスクリューフィーダー又はスロープでありえる供給システム５によって高温の反応炉８に供給される。気化反応炉８内の還元環境は、酸素とバイオガス（あるいは、天然ガス、又は、ＬＰＧ）を備えたバーナー１１によって生成された熱エネルギーのために高温に維持され、それによって気化を生じさせることができる。固形廃棄物回収燃料内の揮発性成分は、瞬時に気化されるが、揮発性が低い炭素を含む部分は、その後に気化される反応炉８の底部９上に堆積する。その反応炉内での十分に長い反応時間（２秒未満）のために、その合成ガス中に存在する高分子成分は、その反応炉の上部で、熱力学平衡を保証する単純分子（Ｈ_２、ＣＯ、ＣＨ_４、ＣＯ_２、Ｈ_２Ｏ）に変換される。反応炉の大きな断面のために、気化によって生成された合成ガスは、反応炉の中央から反応炉の壁に向かって減少する、２から４ｍ／ｓの増加した速度を有し、それによって、炭素の粒状物質及び溶融された無機粒状物質の反応炉の排気口への大量の搬送を防止する。

その高温の反応炉の下部及び上部の両方における超化学量論的に制御された酸素の付加によって、及び、それによって生じる発熱反応のために、そのガス排出口１５の温度は、１１００℃に達する。その凝縮のために急冷部１６の直前のシステム部分の目詰まりを引き起こす、合成ガスの上昇流によって搬送される灰の溶融を避けるために、１２００℃より高い温度は避けなければならない。

供給システムの上部にある、反応炉上部１０に取り付けられた一連のバーナーは、その合成ガスに若干の乱流を与え、それによって温度の均一化を最適化する。そのような均一化は、タールのような長い分子鎖の生成を引き起こす、より低温（８００℃未満）のあらゆる上昇流の生成の危険を防止する。

平均温度が１５００から１７００℃の間、特に、約１６００℃である、反応炉８の下部９では、固形廃棄物回収燃料の無機成分は、金属物質及び鉱物質であるが、それは溶融される。その溶融物は、重力によって溶融坩堝９に集められる。これは、バイオガス（あるいは、天然ガス、又は、ＬＰＧ）と純粋な酸素との添加を通して動作温度に維持され、十分な動作期間を伴って、その溶融物の混合物がそれによって得られる。

溶融坩堝９の放射状のラウンダートラフ（launder trough）内に垂直に配置された一連のバーナーは、固形廃棄物回収燃料内に元々含まれる鉱物や金属のような無機材料を液体状態に維持するために必要な熱エネルギーを提供し、それによって溶融坩堝内の一定レベルを保証する。第２に、上述のバーナーによって生成されたガス流は、坩堝９のラウンダートラフに直接接続された注入トラフ（inlet trough）内のあらゆる未燃の固形廃棄物回収燃料の不測の搬送の危険を避けるために十分な一種の機械的衝撃を発生する。その溶融物は、流路１２を通って粒子貯蔵タンク１３に入り、そこで、水冷によってそれは凝固し、それによって、ガラス状にされた、又は、金属の浸出できない鉱物粒子を生じる。

その坩堝のランダートラフの出口に垂直に取り付けられた一連のバーナーもあり、そのことは、収集タンクと水力駆動の鉱物及び金属粒子粉砕装置とからの上昇した水蒸気によって生じる凝固されたあらゆる最終的な材料の冷却の結果として、生成された熱エネルギーが、凝固されたあらゆる最終的な材料を溶解することができることを意味する。

溶融坩堝９のラウンダートラフを通して気化反応炉から外部へのあらゆる合成ガス流を避けるために、鉱物及び金属粒子収集タンク１３は、直接的にそれに接続される。

（ガラス状にされた浸出できない鉱物粒子及び金属粒子）
その気化システムに導入される固形廃棄物回収燃料の量の約７重量％は、不活性なガラス状にされた鉱物粒子及び金属粒子の形態で戻ってくる。ローマ大学は、その組成を検証するために、様々な搬送試験と、ガラス状にされた鉱物粒子のサンプルの相対比較を行った。その結果は、以下の表１に示される。

表１は、不活性廃棄物処理場における溶出液の濃度限度を示す。硫酸塩及び塩化物における値の代替として、ＴＤＳ（全蒸発残留物：Ｔｏｔａｌ Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ）を使用することもできる。

これらの分析に基づいて、そのガラス状にされた鉱物粒子も以下の用途に使用されることができる。
（ａ）砂利の代替としてのコンクリート添加剤、
（ｂ）道路工事、
（ｃ）造園、
（ｄ）天然石の代替品、
（ｅ）サンドブラスト材料。
金属粒子は、鋳物再生のために送られることができる。

（合成ガスの急冷と精製）
本システムのこの部分では、図２に示されるように、合成ガスは冷却され、精製される。全ての望まない化学物質及び有機残渣は、その再生利用を促進するために合成ガスによって除去される。高温の反応炉８の上部１５から流れる合成ガスは、以下の段階を経る。
（ａ）水での急冷（１６，１７）、
（ｂ）酸洗浄（１８）、
（ｃ）基本洗浄（１９，２０）、
（ｄ）硫酸の初期除去（２１）、
（ｅ）湿式電子フィルタによる微細粒子の除去（２２）、
（ｆ）硫黄の有機化合物の除去のための触媒反応（２７）、
（ｇ）残余の硫酸の除去（２８）。

（急水冷）
粗悪な合成ガスは、８００から１２００℃の温度、より正確には約１１００℃で反応炉を通過し、９０から９５℃の温度になるまで水によって急冷段階１６で冷却される。この急激な冷却は、高温の反応炉によって生じた熱力学的平衡を“凍結する”働きをし、それによって、ダイオキシンやフランの再形成を防止する。この急速な冷却処理の特別な特徴は、前述した通り、熱交換器や、流体冷却に通常使用される他の装置のような技術的な装置がないことにある。
冷却処理に必要とされる熱エネルギーは、急冷回路内で使用される水の蒸発から得られる。
蒸発された水の量は、水処理の最終段階によって復元され、アルカリ抽出段階で順にほぼ完全に凝縮処理される運命にある。

（合成ガス処理）
急冷段階１６で蒸気によって冷却された気体は、さらなる処理が行われる酸洗浄段階に運ばれる。固形廃棄物回収燃料中の塩化物とフッ素の存在は、高温の反応炉中でＨＣｌとＨＦの形成を引き起こす。これらの成分は、高い酸性ｐＨ値を引き起こす水冷段階で溶解する。
３未満のｐＨでの処理のために、粗い合成ガス中に含まれている揮発性の重金属は、塩化物及びフッ化物の形態で溶解し、それによって、合成ガスから取り除かれる。Ｈ_２Ｓ、ＳＯ_２、及び、ＣＯ_２のような酸の形成を引き起こす更なる化学物質が気体状態で残っており、後続の処理段階に移動する。急冷水と酸洗浄で使用される液体は、閉ループで動作するが、固体物質を分離するように動作する堆積やフィルタリング処理のために送られる前にガス抜きされる。
精製された洗浄液は、熱交換器での冷却の後に、回路内のポンプによって急冷部に送られる。

アルカリ洗浄段階２０で、合成ガス流によって搬送された、前段階の酸処理段階からの液滴は、その後、中和される。この目的のために、洗浄液のｐＨ値は、ＮａＯＨの添加によって７から７．５の間のレベルに維持される。水の蒸発からと同様に、固形廃棄物回収燃料内に存在する湿気の凝縮から生じる、冷却処理よって生成される過度の水は、急冷段階から流れ、水処理のための化学物理システムに送られる。

再生段階内での空気の流入の結果として、二価の鉄への三価の鉄の分解と続いて起こる再酸化とを通して、硫化水素は、硫黄と水素に解離する。合成ガスと溶液とが接触する脱硫処理段階２１中に生じるＨ_２Ｓの除去は、洗浄機への液体のキャピラリー放射（capillary emission）によって保証される。
元素である硫黄の分離に加えて、二価の鉄の酸化及び続いて起こる脱硫液体の再生は、再生段階で生じる。堆積の後、硫黄は、フィルタープレス内で脱水され、その処理から除去される。
脱硫後、そのガスは、前段階と同じ温度で湿式静電フィルタ（ＥＦＵ）２２内で処理される。この処理段階での電気物理処理は、合成ガス中に未だ存在している揮発性粒子とエアロゾルの除去を可能にする。このシステムは、それによって酸化段階に汚染水の一部を搬送する準閉水回路内での再循環と、蒸発段階から清浄水の復元と、水処理システムの具体化を予測する。

（水圧保護部と緊急照明弾）
高温の反応炉と合成ガス処理段階の両方は、若干の過度の圧力条件（４５０バールを上限として）で動作し、それによって、空気中に存在する酸素の浸透と、結果として得られる爆発性混合ガスの形成を防止することができる。合成ガス処理部の主要なパイプ２３は、図３に示されるように、安全弁として作用する水圧保護部（ガード）に接続されている。安全限度を超えるあらゆる突発的な圧力増加の際に、合成ガスは、燃焼を提供する緊急照明弾（セーフティフレア）２５に水圧保護部を通して搬送される。
気化処理は突然遮断されることができず、あらゆる場合に気体が安全に廃棄されるので、緊急照明弾２５は、あらゆるシステム欠陥において重要な安全要素である。

（水処理）
処理水は、主に、気体処理段階で液化された水蒸気からなり、それは、固形廃棄物回収燃料内に存在する湿気から部分的に得られ、気化処理及び燃焼処理から部分的に得られる。
合成ガスの酸ベースの処理から起こる処理水の精製は、このユニット内で起こる。この凝縮した流れには、金属と塩が含まれている。
化学物理処理の主な段階は、
（ａ）酸化、
（ｂ）沈殿、
（ｃ）堆積、
（ｄ）中和、
（ｅ）蒸発及び結晶化、
である。
処理された最終生成物は、
（ａ）金属水酸化物と残留炭素の凝縮物、
（ｂ）混合塩、
である。

凝縮の後に、最終処理段階で蒸発した処理水は、蒸発タワー（evaporation tower）の冷却回路内で使用され、それによって、そのシステムが逆流する液体を有しないことを保証する。基本洗浄処理段階から出る処理水は、その後、酸化タンクに運ばれる。それによって、水中に溶解している硫化水素が溶解した硫黄に変換されるように、したがって、後続の処理段階で硫化水素ガスの漏れを防止するように、過酸化水素の添加を通して酸化される。同時に、二価の鉄は、堆積条件を改善するために三価の鉄に変換される。攪拌機は、酸化段階中に強力な混合作用を保証する。基本洗浄処理から液体の酸化の後に、炭素堆積スラッジと、第１の急冷回路からの清浄水は、冷却処理中の全ての気体処理段階中に凝縮物の収容タンクに搬送される。この収容領域は、後続の処理段階への液体流れを正常化することを可能にする。

重金属水酸化物が分離されることができるように、８．５から９の範囲の仮定されたｐＨ値は、水酸化ナトリウムの添加によって調整される。多孔質膜を通したＣＯ_２の添加は、炭酸カルシウムの形態で水に溶解されたカルシウムの沈殿を可能にする。炭素粒子、炭酸カルシウム、及び、金属水酸化物からなるスラッジは、後続の貯蔵庫及び脱水段階に送られ、洗浄水段階では、それは中和システムに汲み上げられる。その堆積から生じる処理水が後続のイオン交換器に送られる前に中和されるように、塩酸が加えられる。中和段階は、蒸発段階中に、塩の形態で塩化ナトリウムと塩化アンモニウムの両方の結晶化を可能にし、あるいは、それは、基本的なｐＨ動作値のために、水と共に蒸発するだろう。

２つの二者択一的に動作する陽イオン交換は、カルシウム、亜鉛、及び、他の金属の残留物を搬送する。それらの分子の１つが動作すると、他の分子は再生する。この再生処理中に、保持された金属イオンは、ナトリウムイオンに置換され、金属イオンを抑制するために動作段階中に順に水に搬送される。その塩は、蒸発システム内で結晶化される。凝縮の後に、生成された水蒸気は、蒸発タワーの動作に要求される復元水を部分的に補填するために冷却回路に送られる。結晶質の水溶液は、塩の結晶を除去するために遠心分離機によって処理される。この処理は、如何なる排水も生じさせず、そのため、如何なる逆流する流体もない。

固形廃棄物回収燃料からの水は、部分的に蒸発冷却回路の必要性にのみ適合する。そのため、冷却目的の産業上の主管とサニタリ目的の飲料水主管とに接続される必要がある。あるいは、ある地域的な条件下では、流体廃棄物（すなわち、汚水槽透過）処理部は、処理された処理水を再利用し、水源を節約するために、第三者によって提供される気化システム内に一体化されるに違いない。

（酸素生成システム）
空気分留システムは、純粋な酸素、窒素、及び、圧縮空気を生成する。酸素は、熱処理中に使用され、窒素は修復及び維持動作中にシステム不活性の様々な要素を提供するために使用され、圧縮空気は、調整の制御と成分を閉じ込めるために使用される。ある場合には、その空気分留システムは、気化システムの一体部分ではなく、気化処理に必要な酸素ガスは、付近に位置する外部システムからの低圧パイプを通して、様々な工業的用途の工業用酸素の生成のために供給される。

（電力生産）
精製された合成ガスは、その電力ポテンシャルの利用のために以下のシステムに搬送される。
（ａ）１つ以上の圧縮段階の後に、単に電力の生産のために蒸気タービンに結合した車輪（サイクル）と組み合わされたガスタービン、または、蒸気及び／又は温水の生成におけるコージェネレイティブサイクルを通したガスタービン、
（ｂ）電力、蒸気及び／又は温水の生成のためのコージェネレイティブサイクルと組み合わされたガスエンジン（ガスモーター）、
（ｃ）蒸気及び／又は温水の生成、または、冷熱エネルギーのためにヒートポンプを通して再生サイクルと組み合わされた電気エネルギーの生産のために、溶融された炭酸塩を有する、または、固体酸化物で動作する、可燃性の電池。
この合成ガスは、ガス燃料として使用され、以下のものに使用される。
（ａ）工業用ボイラー、
（ｂ）火力発電所（“ターボガス”タイプのものを含む）、
（ｃ）工業用炉。

その合成ガスの強制的な精製処理は、ダイオキシンやフランのような有機塩素化合物の存在を除くが、熱及び電気エネルギーの生産のための燃焼中に、酸性ガス（ＨＣｌ、ＨＦ）、硫黄酸化物、及び、粒子形態の材料のようなマクロ汚染物質の大気放射に対する規則の遵守を保証する。

低下した環境影響を示す本発明の気化システムのおかげで、固形廃棄物回収燃料は、以下のように、廃棄物に含まれる資源の最大の回収を保証し、同時に、環境影響を最小限に限定するので、信頼性のある応答と最新の技術的な解決法を提供する、繰り返し述べてきたような利益を保証するシステムに理想的に使用されることができる。
（ａ）最終的な貯蔵庫に送られる残余物の割合を、元の処理された廃棄物の２０から２５％重量の最小割合に減少する、
（ｂ）建築部門及び環境回復向けの材料の回収及び再利用と同様に、金属の最大の回収と再利用を保証する、
（ｃ）マクロ及びミクロの大気汚染排気物の点において環境影響を減少する、
（ｄ）水源の合理的な使用を可能にする、
（ｅ）残余物処理は、完全に不活性で安定化されるように提供され、最終的な貯蔵庫に送られる準備がされる。

図１Ａは、スクリューフィーダーシステムの概略図であり、図１Ｂは、スロープフィーダーシステムの概略図である。 気化反応炉の概略図である。 洗浄及び濾過システムの概略図である。 緊急照明弾、触媒及び洗浄過程の概略図である。

符号の説明

１ 搬送システム
２ 収容器
３ 搬送システム
４ 二重シーリングシステム
５ 搬送システム
６ 回収システム
８ 気化反応炉
９ 下部
１０ 上部
１１ バーナー
１２ 流路
１３ 粒子収集タンク
１５ 流路
１６ 急冷セクション
１７ 急冷セクション
１８ 酸洗浄セクション
１９ 基本洗浄セクション
２０ 基本洗浄セクション
２１ 除去セクション
２２ 除去セクション
２３ パイプ
２４ 水圧保護部
２５ 緊急照明弾
２７ 触媒
２８ 除去セクション

Claims (22)

1. 都市固形廃棄物を受け取る段階と、
   前記都市固形廃棄物の乾燥した破片と湿った破片とを機械選別する段階と、
   前記乾燥した破片を処理し、固形廃棄物回収燃料を用意する段階と、
   金属を回収する段階と、
   前記湿った破片を処理する段階と、
   前記安定化された有機破片を精製する段階と、
   バルキー材料を減容する段階と、
   空気処理する段階と、
   少なくとも１つの燃焼室を有する反応炉内で前記固形廃棄物回収燃料を気化する段階と、
   前記処理から生じる気体から電気エネルギーを生産する段階、及び／又は、水素を生成する段階と、
   を含むことを特徴とする、最小の環境影響で固形廃棄物回収燃料を用いた都市固形廃棄物の再生利用方法。
2. 前記都市固形廃棄物を受け取る段階は、重量の測定後にあらゆるバルキー材料を除去する機械選別装置を有する供給ラインを用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記乾燥した破片と湿った破片とを機械選別する段階は、低速回転バッグスプリッターを用いてビニールゴミ袋の開封を行った後に、自浄装置を有する回転篩の選別格子を通して行うことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記乾燥した破片を処理し、前記固形廃棄物回収燃料を用意する段階は、
   金属製品を除去する段階と、
   拡張可能な格子を有するシュレッダーを用いて定寸する段階と、
   風篩する段階、
   清浄し、品質向上する段階と、
   を含むことを特徴とする、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
5. 前記金属を回収する段階は、電磁作用及び渦電流作用によって行うことを特徴とする、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
6. 前記湿った破片を処理する段階は、
   前記有機物質を２〜３週間促進分解する段階と、
   前記不活性な処理残留物を前記バイオマスから分離する段階と、
   前記有機破片を５〜６週間熟成させて安定化させる段階と、
   を含むバイオ酸化からなる好気性処理であり、
   前記バイオ酸化は、強制通気と機械的な転倒とによって好気性を有するように維持されることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の方法。
7. 前記強制通気は、キャピラリー送風ネットワークで行われ、前記機械的な転倒は、スクリューオーガーで行われ、
   前記安定化された有機破片を精製する段階は、ガラス及び石のような不活性な残留物が除去されると共に、主にプラスチック破片からなる固形廃棄物回収燃料と安定化された有機破片とが得られる機械ライン上で行われ、
   前記バルキー材料を減容する段階は、鉄鋼材の粉砕と、同時に起こる回収とによって行われ、
   前記空気処理する段階は、
   （ａ）全ての処理過程から空気を吸引し、負圧環境を維持する段階と、
   （ｂ）前記吸引された空気の一部を前記固形廃棄物回収燃料の燃焼サイクルに送り、その残りを空気処理システムに送る段階と、
   を含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記固形廃棄物回収燃料を気化する段階は、
   少なくとも１つの燃焼室を有する反応炉（８）に前記固形廃棄物回収燃料を継続的且つ均一的に供給する段階と、
   酸素−バイオガス−バーナーによって前記固形廃棄物回収燃料を気化する段階と、
   前記得られた気体を清浄する段階と、
   前記固形廃棄物回収燃料内に存在する前記無機成分をガラス状にされた浸出できない鉱物粒子及び金属粒子に変換する段階と、を含み、
   前記バーナーによって使用されるバイオガスは、前記有機破片の嫌気的消化処理から得られることを特徴とする、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
9. 前記反応炉と気体処理段階は、４５０バールまでの若干の過度の圧力状況で動作し、
   前記固形廃棄物回収燃料の炭素を含む破片は、前記反応炉（８）の下部の坩堝（９）に落下し、前記反応炉の温度は１５００から１７００℃であり、好ましくは１６００℃であり、前記炭素を含む破片は、前記揮発性気体の後に気化され、
   前記反応炉（８）に存在する前記気体の温度は、８００から１２００℃（１５）であり、好ましくは１１００℃であり、
   前記固形廃棄物回収燃料供給システム上にあり、前記反応炉（８）の上部（１０）にある一連のバーナーは、温度の均一化を最適化する若干の乱流を与え、
   前記坩堝（９）は、バーナー（１１）によって供給されるバイオガスと酸素とによって動作温度に維持される、請求項８に記載の方法。
10. 前記反応炉（８）の上部（１０）から流入する前記気体は、
    水での急冷（１６，１７）、
    酸洗浄（１８）、
    基本洗浄（１９，２０）、
    硫酸の初期除去（２１）、
    湿った静電フィルタによる微小粒子の除去（２２）、
    前記硫黄の有機化合物の除去における触媒作用（２７）、
    前記残留した硫酸の除去（２８）、
    を経ることを特徴とする、請求項１から９の何れか一項に記載の方法。
11. 前記急冷段階（１６，１７）において、前記生成された気体は、９０から９５℃の温度まで冷却され、
    前記酸洗浄段階（１８）において、ｐＨは３未満であり、
    前記基本洗浄段階（１９，２０）において、ｐＨは７から７．５である、請求項１０に記載の方法。
12. 前記水素を生成する段階は、
    ２つの段階で水性ガスシフト触媒反応によって二酸化炭素清浄する段階と、
    膜分離器と圧力スイング吸着法とによって精製する段階と、を含む、請求項１から１１の何れか一項に記載の方法。
13. 固形廃棄物回収燃料を継続的且つ均一的に供給するシステム（Ａ，Ｂ）と、
    少なくとも１つの燃焼室を有する気化反応炉（８）と、
    粒子収集タンク（１３）と、
    前記気化反応炉（８）の流出流路（１５）と、
    前記水冷セクション（１６，１７）と、
    前記酸洗浄セクション（１８）と、
    前記基本洗浄セクション（１９，２０）と、
    前記硫酸の初期除去セクション（２１）と、
    前記微粒子の除去セクション（２２）と、
    前記硫黄の有機化合物の除去用の触媒（２７）と、
    前記残留した硫酸の除去セクション（２８）と、
    前記電気エネルギーの生産用の結合されたサイクルのシステム、及び／又は、前記水素の生成用のシステムと、を含む、最小の環境影響で固形廃棄物回収燃料を活用した都市固形廃棄物の再生利用システム。
14. 前記固形廃棄物回収燃料を継続的且つ均一的に供給するシステム（Ａ，Ｂ）は、
    固形廃棄物回収燃料貯蔵サイロと、
    前記固形廃棄物回収燃料を前記貯蔵サイロから投入収容器（２）に搬送する搬送システム（１）と、
    前記固形廃棄物回収燃料を前記投入収容器（２）から、前記気化反応炉（８）に接続される注入システム（５）に搬送する搬送システム（３）と、
    バルブを有する二重シーリングシステム（４）と、
    窒素を有する不活性化システムと、
    前記固形廃棄物回収燃料を前記気化反応炉（８）に供給する搬送システム（５）と、
    過量回収システム（６）と、を含む、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記固形廃棄物回収燃料を前記気化反応炉（８）に搬送する搬送システム（５）は、冷却されたスクリューフィーダーまたはスロープである、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記反応炉（８）は、上部（１０）と、溶融坩堝（９）を有する下部とを有する、請求項１３に記載のシステム。
17. 前記粒子収集タンク（１３）は、流路（１２）によって前記坩堝（９）に接続される、請求項１３から１６の何れか一項に記載のシステム。
18. 酸素−バイオガス−バーナー（１１）は、前記流路（１２）と同様に、前記反応炉（８）の上部（１０）と下部（９）内に取り付けられる、請求項１３から１７の何れか一項に記載のシステム。
19. 前記微粒子（２２）の除去セクション（２２）は、湿った静電フィルタを含む、請求項１３から１８の何れか一項に記載のシステム。
20. 前記緊急照明弾（２５）に直接接続される水圧保護部（２４）は、前記微粒子（２２）の除去セクションと、前記硫黄の有機化合物の除去用の触媒（２７）との間に提供される、請求項１３から１９の何れか一項に記載のシステム。
21. 前記電気エネルギーの生産用のシステムは、ガスタービン及びエンジンを含む、請求項１３から２０の何れか一項に記載のシステム。
22. 前記水素を生成するシステムは、二酸化炭素清浄ユニット、膜分離ユニット、圧力スイング吸収ユニット、水素圧縮機、及び、貯蔵ユニットを含む、請求項１３から２１の何れか一項に記載のシステム。

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