JP2009540097A - 焙焼による固体燃料の調製方法、およびそのようにして得られた固体燃料、およびそれらの燃料の使用 - Google Patents

Abstract

本出願は、焙焼による固体燃料の調製方法であって、出発組成物は間接的に加熱される、方法に関する。本発明はまた、そのような方法によって得られるべき固体燃料に関する。本出願はさらに、そのようにして得られた固体燃料から１種以上の金属を除去する方法、またはそれらの「全塩素含量」、硫黄含量および微量元素含量を低減させる方法に関する。それらに加えて、本発明は、そのような方法を行うことにより得られ得る固体燃料に関する。最後に、本発明は、そのような固体燃料の使用に関する。

Description

本発明は、出発組成物が間接的に加熱される焙焼（torrefaction）による固体燃料の調製方法、およびそのような方法によって得られた固体燃料に関する。さらに、本発明は、得られた固体燃料を改良するためのいくつかの方法に関する。すなわち、本発明は、固体燃料から１種以上の金属を除去するための方法、およびそのような方法によって得られた固体燃料にも関する。本発明は、固体燃料の「全塩素レベル」を低下させるための方法、およびそのような方法によって得られた固体燃料にも関する。最後に、本発明は、本発明の固体燃料の使用に関する。

組成物を間接加熱して固体燃料を調製するための方法は、例えば、特許文献１および２に記載されている。そのような方法においては、例えば木材製品（木材チップ、おがくず等）、または例えば堅果殻を焙焼して、固体燃料を産出している。

そのような公知の方法に付随する問題は、固体燃料を産出するための出発材料として木材製品が必須である点にある。このことは、多くのデメリットを有している。

第一には、木材および木材製品は、天然物質であって、その供給量は、簡単な方法では調節され得ない。例えばオランダなどの多くの国においては、利用可能な面積に限りがあるために、大量の木材生産は実施されていない。その結果、エネルギー産出の目的で木材を安定的かつ連続的な量で生産することは不可能であると認識されてきた。一定のエネルギー必要量に対して、（一時的に）限定される木材の供給が、例えば季節的な供給があるならば、そのエネルギー必要量に見合うようにするために木材を継続的に輸入することが必要となるであろう。木材は、例えば、大規模かつより継続的に木材を産出する国、例えばフィンランド、バルト諸国、カナダなどから購入され得る。従来技術に従った上述の方法を適用することによる燃料の生産は、他国からの購入に依存しており、これは望ましいことではない。

出発材料として木材を使用することの第二のデメリットは、その出発材料の購入価格である。木材は、他の用途、例えば家具や製紙産業等においても使用されるので、コストの高い製品である。さらに、限度のある木材の供給をエネルギー産出のためにも利用することとなれば、そのコストは一層高騰するであろう。それに関連するコストとしては、木材の材料の購入に関わるものだけではなく、その輸送コストにも関わってくる。したがって、木材をベースとする固体燃料は、かなり高く、さらには変動の可能性も高い価格となるが、このことは望ましくない。

従来技術に従う方法を適用する第三のデメリットは、本質的には環境問題である。木材を例えば他の国から輸送する必要があるとすると、そのことが、輸送手段を使用することの結果として汚染を招くことになるであろうが、これは望ましいことではない。さらに、燃料以外の他の用途にも使用され得るような原材料を燃料として使用することは望ましいことではない。さらに、木材の焙焼によって形成される製品はある程度の微細粉塵を含んでおり、それが、貯蔵および輸送の際に問題となり得る。

その他のバイオマス流、例えば麦わら等は、エネルギー産出のための燃料として使用されることも可能なものであるが、その物理的および化学的性質から、それらを大規模に使用するには限りがある。

「焙焼（torrefaction）方法」で「焙焼（torrefying）」するということは、出発材料を所定の加熱処理にかけるということを意味している。「焙焼」という用語は通常、例えばコーヒー豆を炒ったり、バイオマスを燃焼させたりして、バイオマスの性質を改良する方法に使用されており、そのような例は例えば、「Energie Centrum Nederland」（ＥＣＮ）の各種の刊行物に記載されている。焙焼プロセスの間、不活性雰囲気、すなわち、（実質的に）酸素不含有の雰囲気下にバイオマスは徐々に加熱される。焙焼処理をすることによって、その出発材料よりも低い湿分含量と高いエネルギー密度を有する固体生成物が得られる。焙焼方法は、「穏やかな熱分解」とも表され得、そこでは、有機化合物が部分的に分解し、可燃性ガスが形成される。乾燥物質を基準にして初期重量の約７０％と、初期エネルギーの約９０％が保持されるので、単位重量あたりのカロリー値が上昇する。

バイオマスが焙焼された場合、それによって、いわゆる焙焼バイオマスが産出されるが、このものは各種の特別の性質を有している。第一の性質は疎水性であって、その材料は湿分吸収性および生分解性というその生来の性質を失い、そのために貯蔵の際に、親水性である非焙焼バイオマス（例えば木材、麦わら等）よりも安定である。さらに、焙焼バイオマスが燃焼させられた場合に、非焙焼バイオマスが燃焼させられた場合に比較して、煙の発生が少ない。

欧州の法律および規制によると、「高純度バイオマス」は、バイオマスの割合が乾燥重量の９７％を超えるような流れによって形成される。９７％未満のバイオマスの割合を有する流れは、「非高純度バイオマス」と表示される。その場合、少なくとも３％の他の物質、例えばプラスチックが存在している。これは例えば、スクリーンオーバーフローの場合のコンポスト化設備から発生するバイオマスによる場合である。「バイオマス」という用語は、植物材料に直接的または間接的に由来する材料を意味すると理解される。

燃料を目的とするバイオマスは、近年ますます関心が寄せられるようになってきた。これには二つの理由があり、第一の理由は、化石燃料が将来的に涸渇するために、代替物が探索されているためであり、第二の理由は、バイオマス燃料の方が化石燃料よりも環境に優しいからであるが、これについては後ほど説明する。

化石燃料を燃焼させることに比較してバイオマスを燃焼させることの大きなメリットは、それが、実質的にＣＯ_２ニュートラルな方法であることであるバイオマスの燃焼の間に、実際にＣＯ_２が放出されるが、しかしながら、これは、最近（すなわち、過去１〜２５年内に）、バイオマスが形成される植物によって大気から取り込まれていたものである。したがって、バイオマスの燃焼は、既存のＣＯ_２サイクルの中に見事に収まっている。このことが化石燃料の燃焼との大きな違いであって、化石燃料の場合には長い間地中に貯蔵されていたＣＯ_２が放出されるので、それは実際的にはもはやＣＯ_２サイクルの一部とは理解されない。したがって、化石燃料をそのまま燃焼させると、ＣＯ_２サイクルの中にさらにＣＯ_２を「加える」こととなる。そのため、バイオマスを使用した（改良された）燃料に対する大きな需要が存在している。しかしながら、先に説明したように、固体燃料を製造するために木材その他のバイオマスを出発材料として使用することには、いくつかのデメリットが存在する。

（オランダ）政府は、（オランダ国内における）ＣＯ_２放出についての削減目標を設定した（京都合意）。エネルギー産出のためにバイオマスが果たすことが可能な役割については、特別の注目が集められている。バイオマスは、オランダにおいては、グリーン電力を製造するための燃料として、小規模ですでに使用されている。オランダではいわゆる「石炭条項（coal covenant）」が石炭専焼火力発電プラントの操業者との間で締結された。その条項では、石炭の少なくとも１０％を、持続可能な代替燃料、例えばバイオマス等に置き換えなければならない、と決められている。

しかしながら、未処理のバイオマス、例えば木材等を燃料として使用することのデメリットは、そのエネルギー産出が低く、また既存の燃焼プラントの中で直接的に使用され得ないということである。

焙焼によって得られたバイオマスをベースとした固体燃料は、原理的には、この目的に使用され得るが、しかしながら、それらの製品は先に挙げたようなデメリットを有している。

国際公開第２００５／０５６７２３号パンフレット 米国特許出願公開第２００３／０２２１３６３号明細書

本発明の目的は、統合された方法によって上記問題を解決することである。

本発明の別の目的は、石炭代替物としての固体燃料の調製方法であって、継続的かつ保証された出発材料（原材料）の供給が可能である方法を提供することである。

本発明の別の目的は、多くの燃焼プラントにおいて、好ましくはいかなる前処理も必要とすることなく、広く使用されるのに技術的に適した固体燃料を提供することである。

さらなる目的は、良好な収率を実現しながら、要求される規格を満たす固体燃料が得られ得る方法を提供することである。

さらに別の目的は、高いエネルギー密度を有し、かつ／または（貯蔵および輸送の際にメリットが得られるように）微細粉塵をほとんど含まない固体燃料を提供することである。

さらに、ＣＯ_２放出の削減に寄与する固体燃料を提供することも本発明の目的である。

１つ以上の上述の目的は、本発明による方法によって達成されるが、その方法は、前記加熱は、約１５０〜約３６０℃の物体温度（mass temperature）で行われ、その出発組成物の中にＳＲＦ材料が存在することを特徴としている。

本発明は、高純度バイオマス、例えば木材等を使用する代わりに、ＳＲＦ材料含有出発組成物を使用することによって、上述の問題に対する解決法を提供する。

本願発明者らは、ＳＲＦ材料を焙焼処理にかけることによって、驚く程良好な性質を有する固体燃料が得られ得、その固体材料は、それに続く処理で規格に達するようにすることが可能であることを見出した。

固体燃料を得る目的で焙焼においてＳＲＦを使用することは、これまで記載されたことも、提案されたこともない。

図１は、本発明による焙焼処理の温度プロファイルの概略図を与える。

ＳＲＦは、二次固体燃料および廃棄物処理の分野では公知の用語である。それは、「Secondary Recovered Fuel」の略語であって、これは「二次的回収燃料」を表している。それは、エネルギー産出プロセスにおいて二次燃料として用いられることを目的とする、廃棄物流を分類および分離するプロセスから得られる比較的新規な原材料である。ＳＲＦは、いわゆる機械的分離設備で製造されるが、その出発点は、産業廃棄物流および／または家庭廃棄物流である。とりわけ、NTA 8003（エネルギー用途のためのバイオマスの分類）、8023（バイオ燃料の規格および分類）、およびCEN NPR-CEN/TS 15508（固体二次燃料の鍵となる性質）、CEN NPR-CEN/TS 15359（ＳＲＦ規格および級別）がそれらの流れの品質分類に関して適用され得る。

家庭（残余）廃棄物は、非常に雑多な、とりわけ野菜、果物および庭園廃棄物、プラスチック、金属（例えば、鉄系および非鉄系金属）、ならびに不活性物（例えば、砂、石、およびガラスなど）の混合物である。家庭（残余）廃棄物は、３０重量％を超える湿分含量を有している。通常、家庭（残余）廃棄物は、主としていわゆるＷＣＰｓ（waste combustion plants：廃棄物燃焼プラント）の中で燃やされて廃棄物が破壊され、副次的にエネルギーが生じる。しかしながら、この処理方法は、廃棄物の重量（トン）あたりのエネルギー産出量が低い。

家庭（残余）廃棄物の別の処理方法、すなわち熱分解法（約５００℃〜８００℃の温度への加熱）は、この分野において公知の各種の設備から明らかなように、現在のところ技術的にも経済的にも実用性がないことが明らかである。家庭（残余）廃棄物を使用することに伴うデメリットは、とりわけ、家庭（残余）廃棄物の組成が雑多であり、高湿分含量でありそれに伴って生物活性が高く悪臭公害であることである。

WO 83/00046には、家庭廃棄物をそのままで、すなわち、いかなる前処理をすることもなく、２５０〜５００℃の温度で間接加熱する処理方法（これは焙焼処理に相当する）にかけられ得ることが記載されている。しかしながら、この処理方法によって得られる製品は、固体燃料であるとは認められ得ない。さらに、この方法は、大規模に適用するには不適当であることが判明した。したがって、焙焼によって未処理の家庭廃棄物を固体燃料に転換させることは不可能であるとされてきた。この問題が本発明によって解決される。

ＳＲＦは、産業廃棄物流および家庭（残余）廃棄物流から、例えば生物学的−機械的分離法（biological-mechanical separation：ＢＭＳ）または機械的−生物学的分離法（mechanical- biological- separation：ＭＢＳ）を適用することによって形成される。これらの分離設備において、供給された廃棄物流は、金属類、不活性物、湿分、および存在しうるその他の望ましくない成分を徹底的に含まないようにされる。はるかに特化された組成を有するものが得られる。その結果として、原材料の最高の回収率と、固体燃料の製造が実現される。そのような廃棄物処理が、廃棄物燃焼プラントの代替として使用されることが増えてきている。

ＳＲＦ製造の間に、以下のプロセス工程が実施される：廃棄物を所定の粒子サイズにまで粉砕する工程、湿分含量を低下させる工程、鉄系金属、非鉄系金属および不活性物を除去する工程。いくつかの（夾雑）物質は、９０％を超える割合で除去される。得られたＳＲＦには、プラスチック、バイオマス、残存湿分および夾雑物の組合せが含まれる。得られたＳＲＦは、以下の領域で所定の性質を有している：乾燥物含量、夾雑物（不活性物および金属）の割合（百分率）、カロリー値、粒子サイズ、元素組成、およびその中に存在するバイオマスの割合（百分率）。これらの性質は、出発材料として使用された廃棄物、および使用される処理方法に応じて変化する可能性がある。このことが、前述のようなＣＥＮ標準が開発された理由である。

ＳＲＦは、異なった処理をされてきたものであり、かつ所定の性質を有しているものでもあるので、ＳＲＦは家庭廃棄物または産業廃棄物の副次的な流れとしてではなく、廃棄物流（産業廃棄物および／または家庭（残余）廃棄物）から得られた完全に別個のものとしてみなされるものであって、それには別途の用途および市場が存在している。したがって、ＳＲＦは、それらが有する性質から、家庭廃棄物および産業廃棄物とはまったく別物である。

家庭廃棄物および／または産業廃棄物に比較した場合のＳＲＦのメリットは、元の廃棄物流と比較して、明らかにより良好な（異物が少なく、より乾燥しており、カロリー値が高い）組成物である点にある。さらに、それは、例えば不活性物、ガラス、湿分、金属および生ごみ（raw ingredients）のような妨害成分が徹底的に排除されている、生物学的に安定なものである。

このために、本発明の方法は、外部からのエネルギー補給をほとんど必要とせずにおそらくはエネルギーの自給自足的なレベルにまで達して使用され得、不安定な状態が起きる可能性がある場合でも、副生物の量に限度があるために、この方法は、文献から公知の方法に比較して、より単純であり、目的志向がより高く、そしてより経済的である。

消費がますます増大し、それに関連して廃棄物の発生が増えているので、これから生じさせられ得るＳＲＦ材料の量も、増加の一途であろう。廃棄物の発生は継続的であり、そのために、本発明による方法のために出発材料の連続的な供給が可能である。

本発明による方法において用いられ得る市販のＳＲＦの一つの例は、登録商標名「Trockenstabilat」で市販されている混合物である。Trockenstabilat（登録商標）は、約８５重量％の乾燥物質含量と約１５重量％の水含量とを有する、比較的乾燥したＳＲＦ材料である。Trockenstabilat（登録商標）には、乾燥物基準で、約６５重量％のバイオマス、９重量％のプラスチック、２５重量％のその他の化石材料（fossil materials）および約１重量％の不活性物が含まれている。このＳＲＦ材料は、家庭廃棄物の副流、すなわち家庭残余廃棄物（house residual waste）から生じさせられている。本発明による方法では、産業廃棄物から作られたＳＲＦ材料を適用することも可能である。数種のＳＲＦ材料の組合せも可能であるが、達成されるべき製品品質の枠組みの中に入るように配慮するべきである。

そのような二次燃料（ＳＲＦ材料）を燃焼プラントにおいて直接使用することも可能である。しかしながら、そのようにすると多くの場合、転換収率が比較的に低くなり、例えば流動床燃焼プラントにおいては２０〜２５％である。最近判明してきたことであるが、そのように転換収率が低くなるのは、かなりの程度で、以下のようなことの結果である：これらの燃料が例えば石炭と比較してより低いカロリー値を有していること、および使用される燃焼プラントの規模の問題で、その結果、技術的な最適化でも完全に採算に合うようになっていないこと。多くの場合、ＳＲＦ材料の各種の夾雑物の物理的性質もまた、既存の燃焼プラントにおける利用を制限する因子となっている。これら問題点のすべてが、本発明によって解決される。

燃焼プラントにおいてＳＲＦを直接使用することをさらに制限している因子は、ＳＲＦが一般的に、約１５０〜２５０グラム／リットルという極めて低い嵩重量を有しているという事実である。その結果として、体積（ｍ^３）あたりのエネルギーの量に限度があり、特殊な輸送手段を用い、例えば圧密化コンテナーまたはベールの中で圧密化するような特殊な処置をとることによってのみ、採算のとれる輸送が可能である。

本発明による固体燃料は、出発材料より高い嵩幅（bulk width）、すなわち、３５０グラム／リットル超、好ましくは４００グラム／リットル超を有しており、そのために、固体燃料の輸送に関する実現性が増す。そのような嵩幅にすれば、燃料を圧密化せずに、そのままの嵩の材料として、船舶、列車またはローリーによって輸送しても採算がとれ、これは粗ＳＲＦ材料を輸送することとは対照的である。

既存の燃焼プラントでＳＲＦを直接使用することを制限しているまた別の因子は、ＳＲＦの粒子サイズが、例えば石炭専焼火力発電（coal-fired power）プラントにおいて処理され得ないという事実である。また、ＳＲＦは必要とされる燃焼挙動を示さない。既存の石炭専焼火力発電プラントにおいてＳＲＦを燃焼させようとすると、既存の基本的構造の根本的に技術的な適合化を実施することが必要となる。特にそれらの発電プラントが近代的な微粉炭発電（pulverized-coal）プラントのコンセプトで建設されていた場合にこのことがあてはまる。それらの発電プラントにおいて、その燃焼挙動は、とりわけ極めて重要である粒子サイズと着火挙動に関連するものであるが、ＳＲＦはこの要件に適合していない。技術的、経済的、およびエネルギー的に、ＳＲＦを約１０ｍｍ未満の粒子サイズに下げることは妥当ではない。微粉炭発電プラントで必要とされる粒子サイズは１ｍｍ未満である。

本発明者らは、ＳＲＦの焙焼によって得られた本発明の固体燃料が、粉末炭専焼火力発電プラントにおいても問題なく用いられ得ることを見出した。この方法では、転換収率が、２０〜２５％ではなく、３５〜４５％に達する。したがって、これによって、ＳＲＦのエネルギー的評価が最大となる。

石炭専焼火力発電プラントは、とりわけ電力の生産のため、とりわけ家庭および業務用電力の生産のために使用されている。石炭専焼火力発電プラントでは、異なった組成を有する各種の石炭が混合されて、いわゆる「ブレンド物」、すなわち「調節燃料（control fuel）」となっていて、次いでそれを燃焼させる。最適の価格−産出比が得るために、「ブレンド物」が選択される。

石炭専焼火力発電プラントの残存生成物、特にフライアッシュの燃焼について、その中に存在することが許される重金属および微量元素の量に関する基準が設定されている。これについての理由は、それらのフライアッシュがコンクリート中およびセメント代替物として使用されることが多く、そのような用途に対して、重金属および微量元素の量についての法的な要件が決められたからである。

驚くべきことには、本願発明者らは、焙焼プロセスにおいてＳＲＦ材料を用いて固体燃料を得ると、良好な原材料混合物を選択しさえすれば、フライアッシュ中の重金属および微量元素のレベルに関して優れた結果が得られることを見出した。

本発明の方法を使用して得られた固体燃料は、石炭専焼火力発電プラントにおいて、それらの設備の物流に関する基本的な構造を根本的に変えることを必要とすることなく、使用され得る。本発明の固体燃料は、微粉炭発電プラントにおいていわゆる着火燃料として使用されることさえ可能であるが、その理由は、その極めて良好な燃焼挙動（０．５秒以内で９０％）のためであって、それに比較して、石炭では同じ時間では４０〜８０％である。

ＳＲＦを使用して得られた本発明の固体燃料には、ある程度のバイオマス等価物（biomass equivalent）が含まれている。出発材料の中に元々存在していたバイオマスの量が焙焼されて、焙焼バイオマスまたはバイオマス等価物となる。

本発明によるバイオマス等価物をある程度の量で含む固体燃料の燃焼によって、先に述べたようなオランダにおけるＣＯ_２放出の削減目標に対する寄与がなされる。ＣＯ_２放出の削減率（百分率）は、燃料中に存在するバイオマスの割合（百分率）に基づいて計算され、それ故に、この割合は、本発明の固体燃料中の焙焼バイオマスの割合が変化するのに伴って変化するであろう。本発明の固体燃料は、上述の石炭専焼火力発電プラントのための「ブレンド物」の成分の一つとして使用されてもよい。

したがって、本発明は、ＣＯ_２放出の削減に貢献するが例えば高コストな出発材料の木材を使用することがない燃料を提供する。

原材料としてＳＲＦを使用することは廃棄物質のための法体制の中に収まるので、その製造設備の排出物は、適用可能な排出物に関する法律、特に廃棄物燃焼のための排出基準に適合する。このことによって、本発明の技術は最もクリーンな製造技術にランクされ、そのため、耐久性のある石炭代替燃料を製造するための新規な技術標準が確立された。その方法の間に、ＳＲＦ中に存在する多くの望ましくない物質は、選択された手順によって除去される。このことから、本発明の燃料はまたエコロジーの観点から魅力的な燃料であることが保証される。

ＳＲＦを焙焼することによってさらに、所定の重金属および微量元素、例えば水銀、カドミウム、鉛、塩素、硫黄、窒素等の存在量が低下する。

記述されている方法は、比較的低い年間生産量例えば、３０．０００ｔ／ａ（トン／年）で、技術的および経済的にすでに適用可能である。

したがって、ＳＲＦが生産される設備と地理的に近いところにおいて本発明の方法の適用によりこのＳＲＦが固体燃料に転換され得る設備を建設することもまた有用であろう。このようにすれば物流的およびエコロジー的なメリットが達成される。この固体燃料は、嵩重量およびエネルギー密度がより高いだけではなく、経済的価値もより高い。

以下、本発明の好ましい実施態様が説明されることになる。

本発明の好ましい実施態様において、出発組成物の乾燥重量を基準にして、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも７５重量％、特には少なくとも９０重量％のＳＲＦ材料が出発組成物中に存在している。

「出発組成物の乾燥重量を基準にして」という文言は、出発組成物の乾燥成分、したがって水を除いた重量を基準にして存在している重量百分率を意味していると理解される。乾燥重量は、DIN NEN12880（２００１年２月）に従って測定される。

少なくとも５０重量％のＳＲＦを使用することのメリットは、得られる燃料中の微細粉塵の量が減少することに関して良好な結果が得られることにある。さらに、優れた嵩重量が得られ、ＳＲＦが安価な物であるので固体燃料の購入価格が低下するが、これはすなわち、現時点でオランダにおいてＳＲＦの購入のために余分な支払いがなされているということである。固体燃料中の微細粉塵の量は、出発組成物において少なくとも７５重量％のＳＲＦ材料を適用することによってさらに減少させられ得、出発組成物において少なくとも９０重量％のＳＲＦ材料を適用すれば、さらに減少させられる。当然、出発組成物としてさらに１００重量％までものＳＲＦ材料を適用することも可能である。後に示す表１の結果も参照されたい。

１００重量％未満のＳＲＦ材料が使用される場合、その出発組成物の残りの分は、例えば、バイオマス、プラスチック断片、紙断片、および板紙断片等、またはそれらの組合せからなっていてもよい。

出発組成物を適切に選択することによって、得られた固体燃料の性質、例えば粒子サイズ、化学組成、微細粉塵の量等は、所望する最終的な燃料の用途に応じて設定および選択され得る。

本発明の好ましい実施態様において、出発組成物の乾燥重量を基準にして３０〜８０重量％、好ましくは５５〜６０重量％のバイオマスが出発組成物の中に存在する方法が提供される。「３０〜８０重量％のバイオマス」という表現は、出発組成物の全量、したがって、ＳＲＦ材料および余分に追加された材料、例えばバイオマスの両方の中に存在しているバイオマスの全量を意味している。現在の市販のＳＲＦには、平均して３０〜８０重量％、特に約６０重量％のバイオマスが含まれている。バイオマスの量が不十分であると判定されたようなＳＲＦ材料を使用する場合、その出発物質に補助的な（不純物的な）バイオマスを添加することも可能である。

本発明において使用されるバイオマスは、例えば、野菜、果実、食品くず、草廃棄物、農業分野からの樹木廃棄物、木材成分、紙、板紙、発酵設備からの消化物（digestate）などの、（乾燥させた）廃棄物のくずの混合物からなっていてもよい。

ＳＲＦとバイオマスの流れと、可能であればプラスチック断片とをある種の割合で混合することによって、各種所望の出発組成物と、この方法により、固体燃料の各種所望の組成物とが得られ得る。それ故に、継続的で、再現性があり、所定の組成を有する燃料が得られ得、それによって大きなメリットが得られる。

本発明の別の好ましい実施態様において、出発組成物の中に、組成物の乾燥重量を基準にして１０〜７０重量％、好ましくは２０〜３０重量％のプラスチックが存在しているのが好ましい。「１０〜７０重量％のプラスチック」は、プラスチックの全量、すなわち、ＳＲＦの成分であると既にみなされ得るプラスチックおよび場合によっては余分に追加されたプラスチックを意味している。

プラスチックとして、例えば、積層品、包装フィルム、合成織物、ゴム様材料などが挙げられ得る。プラスチックは、熱硬化性または熱可塑性のいずれであってもよい。しかしながら、得られた固体燃料の望ましい性質（プラスチックの軟化は後ほどさらに説明されることになる役割を果たす）との関連で、本発明のプラスチックの少なくとも一部、より好ましくは少なくとも５０重量％、特には少なくとも７５重量％、とりわけ少なくとも９０重量％、さらには１００重量％が熱可塑性プラスチックであることが好ましい。

そのような熱可塑性プラスチックは、本発明の方法において使用される間接加熱によって、部分的または全面的に軟化させられる（可塑化される）。ＳＲＦ材料および他のプラスチックを軟化させることによって、最終製品の粒状化が起こる。粒状化物のメリットは、輸送、貯蔵、およびさらなる加工が容易である点にある。プラスチックを軟化させることのさらなるメリット（このメリットは、驚くべきことには、本願発明者らによって見出されたものであり、これまでまったく知られていなかった）は、出発材料中に存在するかまたはその方法の間に形成されたあらゆる微細粉塵および微細バイオマス粒子が、軟化したプラスチックの中に固定され、その結果として、実質的に粉塵不含有の製品が得られることであるが、このことは、従来技術に従った公知の方法の適用によっては不可能である。実質的に粉塵不含有の製品とすることによって、その貯蔵、輸送および加工が単純化させられる。

出発組成物の中に、出発組成物の全重量、すなわち水を含めた乾燥重量を基準にして、１０〜２０重量％、好ましくは１２〜１７重量％の水が存在していることが好ましい。市販のＳＲＦ材料のほとんどには、湿分（少なくとも１２％の水）が含まれている。出発材料の最終的な水含量は、ＳＲＦ材料の水含量だけではなく、あらゆる余分に追加されたバイオマスおよび／またはプラスチックの水含量によっても決定される。必要であれば、出発組成物に対して追加の乾燥工程を実施した後に焙焼処理を実施して、所望の水含量を有する出発組成物を得てもよい。そのような乾燥工程は、例えば、焙焼プロセスの際に放出される（残留）熱を使用することにより実施され得る。

本発明の方法は、連続的に、出発材料を焙焼機器に連続的に供給しながら、実施されることが好ましい。このプロセスの間に（残留）熱が得られることになり、これは、例えば場合による原材料／出発組成物の乾燥工程のために使用され得、それらはやがて後ほど焙焼されることになる。

好ましくは最大５重量％、特には最大２重量％の夾雑物、例えば金属等が出発組成物中に存在する。

バイオマス、プラスチックまたは水以外の全ての成分は、たとえ分離後にそれらの成分が依然として商品価値を有しているとしても、本発明による夾雑物とみなされる。

市販のＳＲＦ材料にはある程度の濃度の化学元素が含まれる。燃焼プラントの煙道ガス中でのそのような化学元素の濃度は、法律および規制によるか、または技術的な理由から制限される。これは、例えば塩素、カドミウム、鉛および水銀のような化学元素にあてはまる。多くの場合、金属粒子、すなわち鉄系金属および非鉄系金属の両方の粒子がＳＲＦ材料中に生じるが、特には、非鉄系金属のアルミニウムの粒子である。ＳＲＦ材料を製造する際に、鉄系金属は、とりわけ磁石を使用することによって除去され、非鉄系金属は例えば、渦電流を適用することによって除去される。しかしながら、アルミニウムは、通常、ＳＲＦ材料中に依然としてプラスチック積層品とその他の包装くずの層構造の成分として見出される。組成と、産業廃棄物または家庭（残余）廃棄物からＳＲＦを製造する際に実施される分離の強度と完全さとに応じて、そのような夾雑物の重量割合（百分率）は変動するであろう。

固体燃料が塩素化合物を塩素塩の形態の無機塩素および例えば塩素含有プラスチックの形態の有機塩素の両方として含む場合、このような燃料の燃焼の間に、塩素ガスまたはＨＣｌが形成されることになるが、それらは環境に対して有毒かつ有害であるばかりでなく、腐食性も有している。そのような塩素化合物は、燃焼設備に対しても有害な作用を有している。「全塩素含量」という用語は、無機塩素のレベルと有機塩素のレベルとを合計したものを意味している。

驚くべき事に、本願発明者らは、記載された固体燃料からそのような夾雑物を金属および塩素として分離することが可能であることを見出したが、それについては以下でさらに詳しく説明されることになる。そのような夾雑物は、同時に焙焼されてもよく、その後でそれらは、本発明の固体燃料の中で、変化した形態または未変化の形態となるであろう。

本発明の方法による加熱工程は、好ましくは、間接加熱された回転ドラム（rotating drum：revolving drumとも呼ばれる）において実施される。回転ドラムは、廃棄物燃焼、熱分解、焼成その他のばら積み品熱処理においてすでに使用されている。本願発明者らは、本発明の方法を実施するために、間接加熱式回転ドラムがまた特に適していることを示した。さらに、間接加熱をベースとする例えば間接流動床技術その他の技術が使用され得る。本発明の方法は、市販の設備を使用して実施され得る。

焙焼の際の物体温度は、好ましくは徐々に、２６０〜３６０℃、好ましくは２８０〜３００℃の物体温度に上昇させられる。物体温度は、最終的に得られる製品、すなわち固体燃料への焙焼プロセスの際の、出発組成物の温度を意味すると理解される。加熱中の約９０〜１００℃の温度で熱可塑性プラスチックの軟化が始まり、それが約１５０℃からのガス発生につながるであろう。熱可塑性プラスチックの軟化の結果として、バイオマスの一部は、軟化したプラスチックに対して、いわば接着することになる。形成された焙焼ガスが集められ、燃焼させられ得、放出された煙道ガスは、熱交換器中を通されて熱が回収され、その熱は、再度、焙焼プロセスにおいて用いられ得る。煙道ガスは、燃料または焙焼ガスまたは燃焼ガス（例えば）を燃焼させた後に形成されるガスである。焙焼ガスまたは燃焼ガスは、焙焼または（穏和な）熱分解のプロセスの間に生ずるガスであって、燃焼させられてプロセスに必要とされるエネルギーを供給する。出発組成物、温度経路および滞留時間を正確に選択することによって、自給自足的操作が得られ得るが、このことは、プロセスがそれ自体にエネルギー必要量を供給することができるので、プロセスの開始後に追加の外部エネルギーを必要としないということを意味している。

本願発明者らは、物体温度と出発組成物中のプラスチックの割合（百分率）を適切に選択することによって、放出される焙焼ガスの量が決定され得ることを見出した。そのような焙焼ガスは、エネルギーを得るために燃焼させられ得、その結果として、自給自足的な操作が可能である。

続いて物体温度が上昇させられ、約１６０〜１８０℃の温度のところで、分解、とりわけ熱可塑性プラスチックの分解が起きる。また、当該温度における一時的な安定化が起こり得、その後に最終温度まで上昇させられるが、その最終温度は、とりわけ出発組成物と所望の生成物に応じて、例えば２６０〜３６０℃の間で選択される。

バイオマス含有出発材料の焙焼プロセスの間、有機化合物の一部は、いわゆるタールを形成しながら分解する。このことは熱分解の分野において公知であるが、バイオマスの焙焼の分野では、このことについての議論はこれまでほとんどなかった。タールの形成は、関連反応機構を有する３種の独立の温度経路を有している。２００〜３５０℃の温度経路において、いわゆる一次タール（primary tar）が形成され、これは短鎖のポリオレフィンまたはそれらの遊離基（radical）である。２８０〜３５０℃の副経路において、一次タールの形成が促進されるが、その理由は、ヘミセルロースに加えてセルロースも同様に分解するからである。滞留時間は、所定量のタールの形成において極めて重要な役割を果たすと同時に、形成される燃焼ガスの量も決められる。プロセスにおける外乱（disturbance）を回避するためにいわゆる「凝縮性物質（condensables）」の形成は極力防止されなければならない。凝縮性物質は、わずかな温度低下で凝縮する化合物である。第二の温度経路は、３５０〜５００℃にあり、この経路にあると、遊離基の環状芳香族化合物への転化が起きる。５００℃を超える温度において、存在する芳香族化合物の多環化合物への重縮合が起きる。特に、一次タールの形成がこの方法において重要である。

用いられる温度で焙焼されるべき材料の滞留時間は変動し得るが、とりわけ出発材料の選択、温度および最終固体燃料の所望の物理的および化学的性質に応じて変動し得る。好ましくは、滞留時間は１００分未満、特には４５分未満であるが、特には、滞留時間は１５〜３０分である。「滞留時間」とは、出発組成物が、焙焼プロセスの間に１５０〜３６０℃の温度に保持される時間を意味する。

本発明の方法はまた、上記方法によって得られるべき固体燃料に関する。

本発明はまた、固体燃料、例えば、上記のようなものの「全塩素含量」の低減方法であって、該固体燃料は、溶媒により洗浄され、その溶媒中に固体燃料中に存在する塩素化合物が溶解する、方法に関する。

「洗浄」という用語は、焙焼された固体燃料を溶媒と所定期間にわたって接触させ、その所定期間の間に、塩素化合物は、溶媒中に溶解し得、その後の洗浄された焙焼固体燃料と塩素化合物が溶解した溶媒とを分離することを意味していると理解される。

本発明の方法を適用することによって、焙焼された固体燃料の「全塩素含量」を低下させることが可能であり、その結果として、腐食性に関する問題が防止され得、同様に法的な規制に適合させられ得る。

種々のプラスチックがＳＲＦ中に存在し得る。例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）およびポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）である。特に、ＰＶＣとＰＶＤＣには、それらが塩素含有プラスチックであるという事実のため注意が必要である。したがって、可能であるならば、固体燃料から、ＰＶＣおよびＰＶＤＣ中に存在する塩素を除去した後に、その固体燃料が燃焼プラントで使用されることが好ましい。このことは、本発明の実施態様により達成される。

通常、固体燃料の「全塩素含量」は、DIN 51727（２００１年６月)の出願による熱破壊法（caloric destruction method）によって調べられる。その目的は、この「全塩素含量」を可及的に低く保つことである。

本願発明者らは、広範囲の研究の間に、ＳＲＦ材料が存在する出発材料の焙焼によって「全塩素含量」がある程度まで低減させられ得ることを見出した。

しかしながら、本発明者らによって行われた、それの基礎となっている機構への広範囲の研究により、多くの驚くべき事が明らかにされた。家庭（残余）廃棄物をベースとする焙焼していないＳＲＦ材料の「全塩素含量」は、ＰＶＣに由来する有機塩素のみからなっているのではなく、このＳＲＦ材料中には無機塩素塩も存在しているということが判明した。塩素の無機塩の例としては、例えばアルカリ金属およびアルカリ土類金属の塩素塩が挙げられる。

この無機塩素は、いわば、ＳＲＦ材料中に存在する塩素のバックグラウンド値を保証している。本発明者らにより、バックグランウンド値は、約０．４５重量％であることが測定された。焙焼の際に、これらの無機塩は反応することもなく、存在し続けるだろう。

ＳＲＦ材料の親水性および生物学的活性のために、焙焼より前にＳＲＦ材料を洗浄して無機塩素を除去することは不可能であるということが判る。

ＳＲＦ材料含有出発物質の焙焼の間に、とりわけ水の蒸発のため、さらには、例えばプラスチックの分解により形成された焙焼ガスの漏出のために重量減少が起こるだろう。この重量減少のために、出発組成物中よりも焙焼された固体燃料中の無機塩素の濃度が高くなることになる。

さらに、驚くべき事に、焙焼された固体燃料の中に存在する塩素化合物の実質的に全部が無機塩素の形態であることが判った。有機塩素、例えばＰＶＣの形態で存在していたものは、焙焼の間に転化される。ＰＶＣの熱破壊の間に、ＨＣｌが形成される。文献（Detailed kinetic modeliong of the thermal degradation of vinyl polymers；Tiziano Faravelli；Jounal of Analytical and Applied Pyrolysis，part 78，no.2，pages 343-362，2007）には、３００〜５００℃の温度経路での加熱の間に、とりわけ、ＰＶＣがその中に存在する有機塩素の漸次の放出を示すことが報告されている。本発明者らにより、今や驚くべきことに、ＳＲＦの場合に、このことが、２５０℃程度の低い温度においてすでにより早期に起きていることが見出されたた。１つの理論によって拘束されることなく、有機の遊離基生成物（一次タール）の存在が役割を果たしており、並びに、存在する鉱物化合物、特にアルカリ土類金属、アルカリ金属に基づく相互作用が塩素受容体として作用し得ることが仮定される。そのような鉱物質化合物は、例えば白亜、ドロマイトおよびカオリナイトの中に存在するが、それらはプラスチック中の充填剤として、または存在している紙粒子の上のコーティング剤として存在し得る。このことは、本発明者らが驚きをもって見出したもの、すなわち、このＨＣｌガスの一部だけが焙焼ガスに同伴して除去されるということと符合している。残りのＨＣｌガスは、ＳＲＦ材料含有出発材料中に存在している上述のその他の化合物と反応するであろう。主に、有機塩素化合物は、ＨＣｌとＳＲＦ材料からの化合物との反応から形成される。

したがって、このことは、ＳＲＦ材料を含む出発材料中に存在している有機塩素が、焙焼によって、ＨＣｌを含まない一部に転化され、残部は、アルカリおよびアルカリ土類金属の無機塩素化合物、特にＫＣｌ、ＭｇＣｌ_２およびＡｌＣｌ_２に転化されるであろうということを本発明者らが示したことを意味している。この発見により、本発明の方法がもたらされた。

「無機塩素」は各種の溶媒、例えば水に可溶性であり、そのため、溶媒による洗浄によって焙焼固体燃料から除去され得る。

したがって、本願発明者らは、塩素化合物、特に無機塩素および任意の痕跡量の有機塩素化合物が溶解する溶媒により、焙焼固体燃料を洗浄することによって、「全塩素含量」を低下させることが可能であるということを確立した。さらに、微量元素のレベルもこの方法により低減させられ得る。

理論に束縛されることを望むものではないが、本発明者らは、形成された無機塩素は、特に、塩化カルシウム、塩化ナトリウム、塩化カリウムおよびその他の塩化物の形態で存在しており、それらの塩は、溶媒、例えば水性溶媒等を使用することによって、極めて効果的に洗い出され得ると考えている。

前述の塩素含量の低減は、焙焼のみによって、したがって、洗浄することなく得られ得るものであり、これは、ＨＣｌの流出（その結果として、全塩素含量は減る）と無機塩素の濃縮（焙焼の結果として重量が低下するため、その結果として、塩素含量（ｍｇ／ｋｇ（固形分））が増える）との間のバランスである。これは、そのような焙焼の間に塩素の低減（ｍｇ／ｋｇ（固形分））が極めてわずかに見出されるかまたは全く見出されない理由である。しかしながら、このことの重要性は、簡単な方法で形成された無機塩を除去するために本発明が適用され得ることにある。

したがって、本発明による焙焼と洗浄との組合せは、塩素含量が低減した焙焼固体燃料を提供することが可能であり、ここで「全塩素含量」は予め正確に決定され得、それによって、それは、簡単な方法で法律および規制に従って適用される所望の規格値、および技術的な要件に関連した顧客の規格値の中に収まるようになる。

塩素化合物を含む溶媒は、環境規制を考慮に入れて、適切な方法で除去されなければならないということが留意されるべきである。このことは、例えば、溶媒を蒸発させて固形の塩素化合物（塩）を得ることによって解決され得る。これのために可能な方法は、煙道ガス（この煙道ガスは焙焼ガスの燃焼の間に得られる）のための処理設備中への含有溶液の注入である。固形の塩素化合物は、煙道ガス処理設備中に存在するフィルターによって捕集される。焙焼ガスにより姿を消すＨＣｌもまた、そのような処理設備によって除去されることになる。この実施態様のメリットは、既存の処理設備を使用して、そのようにして除去された塩素全部が捕集され得ることにある。

固体燃料の焙焼およびそれに続く洗浄という本発明の方法のさらなるメリットは、塩素化合物に加えて、硫黄および硫黄化合物もまた３０〜５０％程度で除去され得、さらには既に存在している可溶性の塩およびアルカリ金属も除去され得ることにある。

本発明者らは、焙焼の間のアルカリの塩化物の形成、およびそれに続くそれの洗浄によって、形成された燃料において存在するアルカリ金属濃度の明らかな減少が起こることを見出した。

アルカリ金属およびアルカリ土類金属を除去することは、製造された燃料を最終的に燃焼させた際に放出されるフライアッシュにおいて、フライアッシュの軟化点の上昇が起きるという点で重要である。結局のところ、アルカリ金属化合物、特にナトリウムとカリウムの組合せは、容易に共融点（eutectic melting point）を形成する。アルカリ金属の除去の結果としての軟化点のこの上昇は測定によって確認された。さらに、ナトリウムとカリウムとの間の比率を変化させてもやはり、フライアッシュの軟化点に影響する。これらのこと全てが相俟って、固体燃料の品質を顕著に改良するのに役立つ。

塩素含量が低減しており、そのまま用いられ得るか、または、微粉炭発電プラントにおける「ブレンド物」の一成分として、「ブレンド物」全体中の「全塩素含量」が設定された制限値を超えることなく用いられ得る固体燃料を提供することが好ましい。塩素含量の低減方法に付された、本発明による燃料は、この要件を満たしている。

本発明による好ましい実施態様において、塩素化合物を洗浄除去するための溶媒として水性溶媒が使用されるが、特に、水が溶媒として使用される。そのままの水または水溶液が好ましいが、その理由は、固体燃料から無機塩を除去するのに、これらの塩の水への溶解性のためにそれらが非常に適しているからである。溶媒として、塩素化合物および可能であれば微量元素の水溶性を向上させる１種以上の化合物の水溶液を適用することも可能である。水溶性を向上させる化合物の例は、有機酸および錯形成剤が挙げられる。

焙焼によって形成された燃料を洗浄することからはさらに、溶媒に錯形成剤を添加することによって、望ましくない微量元素の濃度の低下を実現する可能性が得られる。

一つの実施態様において、焙焼固体燃料の洗浄は、出発組成物の焙焼直後に行われ、その間、焙焼固体燃料の物体温度は１５０〜３６０℃である。それ故に、これは、焙焼直後の熱焙焼固体物体の急冷である。これは、例えば、熱焙焼固体燃料を溶媒、好ましくは水を含む浴中に浸けることによって行われてもよい。

この実施態様は多くのメリットを有している。第一のメリットは、加工時間が短縮される点にあるが、その理由は、焙焼固体燃料が洗浄され得る前にこれを冷却させておく必要がないからである。第二のメリットは、溶媒を含む浴が、いわゆる「湿式封泥（wet lute）」としても機能して、それが、反応器の内容物を密閉して、酸素の侵入を完全に阻止している点にある。第三のメリットは、無機塩素化合物の溶解性が、６０〜８０℃の温度において著しく高くなる点にある。第四のメリットは、多くの製品品質、例えば脆性および細孔容積等がプラスの影響を及ぼされる点にある。

既に冷却されている固体燃料を溶媒によりより後の段階で洗浄することも当然可能である。これは、より微細な粒子サイズを有する燃料が製造されなければならない場合に、特に好ましくあり得る。そのような場合には、焙焼と洗浄の間に破砕設備が設けられる。

本発明のまた別の実施態様においては、洗浄の前に溶媒が３０〜１００℃、好ましくは６０〜８０℃の温度に加熱される。その結果、溶媒中への塩素化合物の溶解性が上昇する。

２段以上の洗浄工程を実施することもまた可能である。一つの例は、まず、焙焼固体燃料を溶媒により湿らせるかまたは急冷し、その後に、その湿らされた焙焼固体燃料が、さらなる溶媒と、例えば、向流の追加溶媒によって接触させられる。周知の向流原理は、所定量の溶媒を用いることによってより高度な分離を得ることを可能にする。

好ましい実施態様により、本発明の方法は、溶媒による焙焼体燃料の洗浄の後にさらなる工程を含み、さらなる工程は、浄された焙焼固体燃料を乾燥させることを含む。

焙焼プロセスの利用可能な残留熱が、洗浄された焙焼固体燃料を乾燥させるために用いられることが可能である。

好ましくは、固体燃料は、１０重量％未満、特には５重量％未満の湿分含量に乾燥させられる。

乾燥工程によって、焙焼固体燃料の重量が減少し、その結果、貯蔵および輸送が簡単となる。さらに、湿分含量の低減により、固体燃料が燃焼プラントの中で使用するのに適したものとなる。湿分含量は、所望の用途および必要とされるより低いカロリー値（lower caloric value：ＬＣＶ）に応じて、適切に選択され得る。

本発明のさらなる実施態様において、本方法は、焙焼固体燃料を０．５〜５ｍｍの粒子サイズに小さくするさらなる工程を含み、この工程は、溶媒による焙焼固体燃料の洗浄の前に行われる。

すでに上記に説明されたように、粒状化物の形態の固体燃料として、焙焼固体燃料が使用されることが好ましい。固体燃料の粒状化物サイズが５ｍｍよりも大きいと、その表面−容積比は、存在する塩素化合物を簡単に洗浄除去することができないようなものとなる。したがって、溶媒の量が余計に必要になったり、洗浄時間が長くなったりするであろう。一方、０．５ｍｍ未満の粒状化物サイズを有する固体燃料が使用されると、少量の溶媒を用いてその洗浄工程は簡単に素早く実施され得るが、しかしながら、溶媒と固体燃料の分離は、簡単でない方法で行われる必要があり、したがって、焙焼固体燃料の０．５〜５ｍｍ、特には１〜４ｍｍの粒子サイズへの破砕を行うことが好ましい。

本発明による方法の間に粒状化物が形成されるので、方法実施パラメーター（method parameter）を適切に選択することによって所望の組成と性質を有する固体燃料を得ることが可能となるが、そのようなパラメーターとしては例えば、加熱速度、温度分布、回転ドラムが使用される場合には回転速度、ドラム中に設けられる「ガイドベーン（guiding vane）」のようなインサートの配置等が挙げられる。微細粉塵が存在すると、それは１種のパン粉状物の層（breadcrumb layer）のような働きをして、それによって、各種の小さな粒状物が相互に接着することによってより大きな粒状化物が生じることが防止される。

本発明はまた、先に述べた方法に従って得られるべき塩素含量が低い固体燃料に関する。

本発明はまた、固体燃料から１種以上の金属を除去する方法であって、
固体燃料を提供する工程と、
そのようにして得られた固体燃料を、３ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ未満、特には１ｍｍ未満の粒子サイズに粉砕する工程と、
そのようにして得られた粉砕された固体燃料から１種以上の金属を分離する工程と
を包含する方法に関する。

固体燃料から１種以上の金属を除去するための本発明の方法は、とりわけ、前述の方法のいずれか１つ以上を使用することによって得られた固体燃料のさらなる精製のために使用され得るが、あるいはこの方法は前述の固体燃料の１つに適用される。したがって、焙焼によって固体燃料を得た直後、または塩素含量を低減させるための方法の後にこの方法を適用することが可能である。

得られた固体燃料のサイズの低減は、固体燃料を圧潰（crush）することによって行われることが好ましい。圧潰による固体燃料のサイズの低減は、例えば、固体燃料の摩砕（milling）よりも好ましい。圧潰によって、脆性粒状化物のサイズのみが低減させられるのに対して、金属粒子、例えばアルミニウム粒子のサイズは影響を受けない。したがって、そのような金属粒子はそれらの元の寸法（長さ×幅）のままにとどまり、それによって、粒状化物と金属粒子との分離が簡単になる。

圧潰は、例えば、ローラー構造（適当な開口を有するロールクラッシャー等）、ジョークラッシャー、または同様の作用を有する粉砕機器を使用することによって実施され得る。そのようにして得られた粒子は、角張った、あるいは破片状の形状を有し得る。

分離は、好ましくは、篩別（screening）で行われる。篩別は単純な技術であり、それによって、予め決められた粒子サイズを有するサイズが低減した粒子が、固体燃料中に存在する、より大きな寸法を有する、例えば、プラスチック粒子、金属粒子から分離され得る。その他の分離技術、例えばサイクロン法（cyclonage）、アップストリーム技術（upstream techniques）、または渦電流法も金属を分離するために適用され得る。本発明を用いれば、固体燃料から金属を実質的に定量的に分離することが可能である。

アルミニウムを分離することが好ましい。アルミニウムは十分にリサイクルされ得る金属であり、アルミニウムスクラップは、高いエネルギー含量（energy content）とさらには高い経済的価値を有している。したがって、アルミニウム（アルミニウムスクラップ）が固形の焙焼燃料から大幅に回収され得、その結果、独立した別途の流れとして販売され得ることは本発明のメリットである。

金属アルミニウムの分離のさらなるメリットは、金属アルミニウムが固体燃料の中に存在していると、燃焼プラントで問題を起こす可能性があるという点にある。アルミニウム金属が燃焼させられると、火炎の中の所定の位置にいわゆる発火性アルミニウムが生じる可能性があるが、このものは極めて燃焼性が高く、燃焼プラントの中で、まったくとは言わないまでも極めて消火しにくい火災を起こす可能性がある。したがって、本発明の方法は、アルミニウムを確実に分離して、はるかにより安全な燃料とし、その上、貴重なアルミニウムが、燃焼することなく、さらに再使用される。

そのことに加えて、アルミニウムが除去された固体燃料の燃焼による、微粉炭発電プラントの中で得られるフライアッシュは、酸化アルミニウム含量が低く、有利であり得ることはメリットである。固体燃料から金属または金属塩を除去しておくと、フライアッシュの量が全体として少なくなる。

廃棄物中のアルミニウムは多くの場合、積層物の形態、すなわち、例えばプラスチックの層の間に挟まれた極めて薄い層の形態で存在している。積層物の中に存在するこのアルミニウムは、隣接しているプラスチック層に強く付着しているために、簡単な方法で分離され得ない。本発明の焙焼方法によって、プラスチック層が軟化するかおよび／または炭化した時に、アルミニウムはプラスチックから分離される。アルミニウムは、固体燃料中に「束縛されていない（unbound）」粒子として存在することになる。

本発明はまた、上述の方法によって得られた、金属が除去された、精製された固体燃料に関する。

固体燃料は粒状化物の形態であることが好ましい。粒状化物のサイズは、好ましくは４０ｍｍ未満、特には１０ｍｍ未満である。

本発明の方法に従って金属が除去されている固体燃料の場合には、粒子サイズは、好ましくは３ｍｍ未満、特には２ｍｍ未満、さらには１ｍｍ未満である。このことによって、元のサイズを維持している金属を簡単に除去することができるようになる。

１ｍｍ以下の粒子サイズを有する固体燃料は、微粉炭発電プラントの燃焼炉の中で直接使用され得る。１〜３ｍｍの粒子サイズを有する固体燃料は、石炭専焼火力発電プラントの摩砕機器の中に給送され得、そこでそれらは１ｍｍ以下の粒子サイズに粉砕される。

粒状化物のサイズは、用途と、それ以降の各種の加工プロセスの両方を決めることになる。本発明者らは何らかの特定の理論に束縛されることを望むものではないが、粒状化物のサイズは、出発材料のサイズおよび続く方法の間の任意の粉砕（サイズ低減）工程によってかなりの程度決められると考えている。焙焼プロセスの間に、ＳＲＦ材料中のプラスチックくず（plastic shred）またはプラスチック粒子が軟化し、バイオマスがこれらの軟化されたプラスチック粒子の中に取り込まれて、固体燃料の粒状化物が生じることになる。したがって、より大きな粒子サイズのＳＲＦ材料により、より大きな粒状化物サイズの固体燃料が得られることになる。このことは試験によって確認された。粒状化は、プロセスの間の温度設定および操作方法によってさらに影響される。

形成された粒状化物は脆性であり得るが、その脆性は、とりわけ、配合、原材料の選択、温度設定、および滞留時間によって決められ、したがって、制御可能である。脆性は、例えば、固体燃料の加工、例えば、それが粉砕される必要がある場合において重要なものになり得る。結局のところ、前記の脆性／多孔性によって、材料を粉砕することが容易になる。

形成される粒状化物はまた、所定の、場合によってはさらに高い程度の多孔性を有し得る。この多孔性は、原材料および加工条件の選択によって影響され得る。

ＳＲＦは、ある程度の粉塵性（dustiness）を示すことがあり、すなわち、ある程度の割合で小さな粒子を含んでいる。この粉塵の割合は、粉塵粒子が軟化プラスチック中に取り込まれる本発明による焙焼方法によって減少させられ、さらには完全に排除され得る。

本発明による固体燃料の好ましい実施態様において、燃料の乾燥重量を基準にして４０〜９０重量％、好ましくは６０〜６５重量％の焙焼バイオマスが出発組成物中に存在している。焙焼バイオマスとは、焙焼処理に付されたバイオマスを意味している。出発材料と比較して、いくぶんより高い割合（百分率）のバイオマスが固体燃料中に存在し得るが、これは、プロセスの間に燃焼した、プラスチック等の他の成分の一部が、ガスの形態に転化することになるからである。具体的には、固体燃料の乾燥重量を基準にして、１０〜６０重量％、好ましくは１５〜２５重量％の焙焼プラスチックが固体燃料中に存在することが特に好ましい。焙焼固体燃料中の焙焼プラスチックの量は、出発組成物におけるプラスチック含量よりも低いが、これは、焙焼プロセスの間にプラスチックの一部が分解して、ガスに転化されるからである。

本発明の好ましい実施態様において、焙焼バイオマスと焙焼プラスチックの両方が、固体燃料中に存在するが、焙焼バイオマスの少なくとも一部、好ましくは少なくとも４０％、特には少なくとも６０％が焙焼プラスチックの中に取り込まれている。

既に上記に述べたように、焙焼プロセスの間に熱可塑性プラスチックの軟化が起きる。そのような軟化状態において、粉塵粒子と、その時点で焙焼されているかまたはまだ完全には焙焼化されていないバイオマス粒子が、焙焼プラスチック中に部分的に吸収および取り込まれて、複合粒状化物が得られる。

しかしながら、焙焼バイオマスの別の部分、特にいくぶんより大きい寸法を有する粒子は、焙焼プラスチックの中に取り込まれずに、固体燃料中に独立して存在しているであろうということは明らかである。

焙焼バイオマスの一部が焙焼プラスチックの中に取り込まれるという事実のさらなるメリットは、一部または全部の粉塵が焙焼プラスチック中に取り込まれ、それに保持されているために、本発明による固体燃料が粉塵をほとんど若しくはまったく含まないということにある。

本発明による好ましい固体燃料において、金属を除去する方法が実施される前では、固体燃料の乾燥重量を基準にして、最大５重量％、特には最大２重量％の金属が存在する。この方法を実施した後では、金属含量は、好ましくは最大０．５重量％、特には最大０．１重量％であり、したがって、顕著に低下している。これらの金属は例えば、鉄系金属および非鉄系金属からなり得る。

好ましくは、固体燃料の全重量を基準にして、１０重量％未満、特には５重量％未満の水が、得られた固体燃料中に存在する。出発組成物中の水含量は、焙焼プロセスによって減少し、そのプロセスにおいて、前記水は蒸気に転化される。その後で、洗浄によって水含量が増加し、最終的には乾燥によって所望の規格値に合わされる。

より低いカロリー値は、好ましくは１８ＭＪ／ｋｇ超、特には２０ＭＪ／ｋｇ超であるが、これは、DIN 51900-1（２０００年４月＋２００４年２月）によって測定される。

本発明は、プロセス指向の方法において、固体化石燃料の代替物としての品質および特性に影響を及ぼす可能性を提供する。そのことは、本発明者らにより、プロセス工程と、これに組み合わされる、ＳＲＦおよび不純物バイオマス中に存在する化学的および物理的特性の利用との独自の組合せを通じて達成された。

実際のところ本発明は、以下の工程による、所定の性質を有するＳＲＦ含有材料から固体燃料を調製するための、関連する複数のプロセス工程からなる：
・出発材料を混合するする工程；
・出発材料を焙焼する工程；
・得られた燃料から１種以上の金属を除去する工程；
・塩素および／または硫黄含量を低減させる工程；
・固体燃料中に存在する微量元素の低減／調節をする工程；
・これらの出発材料に由来し、これらの燃料の燃焼において放出されるフライアッシュの融点を上げる工程。

本発明による方法において、複数のこれらの工程は、組み合わされ得る。

以下において、本発明の方法および本発明の固体燃料の各種の実施態様の概略が与えられる。

本発明による方法の第一の実施態様において、焙焼による固体燃料の調製方法であって、出発組成物は間接的に加熱され、加熱は約１５０〜約３６０℃の物体温度で実施され、ＳＲＦ材料が出発組成物中に存在する、方法が提供される。

本発明による方法のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、出発組成物の乾燥重量を基準にして、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも７５重量％、特には少なくとも９０重量％のＳＲＦ材料が、出発組成物中に存在する。

本発明による方法のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、出発組成物の乾燥重量を基準にして、合計３０〜８０重量％のバイオマスが、出発組成物中に存在する。

本発明による方法のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、出発組成物の乾燥重量を基準にして、合計２０〜７０重量％のプラスチックが、出発組成物中に存在する。

本発明による方法のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、出発組成物の全重量を基準にして、合計１０〜２０重量％、好ましくは１２〜１７重量％の水が、出発組成物中に存在する。

本発明による方法のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、出発組成物の乾燥重量を基準にして、最大５重量％、好ましくは最大２重量％の夾雑物が、出発組成物中に存在する。

本発明による方法のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、加熱は、回転ドラムにおいて実施される。

本発明による方法のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、加熱は、物体温度が２６０〜３６０℃に達するまで徐々に行われる。

本発明による方法のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、１５０〜３６０℃の温度での出発組成物の滞留時間は、１００分未満、特には４５分未満、顕著には１０〜３０分である。

本発明による燃料の第一の実施態様において、固体燃料は、本発明の第一の実施態様による方法に従って得られるように供給される。

本発明による燃料のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、燃料は、粒状化物の形態である。

本発明による燃料のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、粒状化物のサイズは４０ｍｍ未満である。

本発明による燃料のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、粒状化物のサイズは１０ｍｍ未満である。

本発明による燃料のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、固体燃料の乾燥重量を基準にして４０〜９０重量％の焙焼バイオマスが、固体燃料中に存在する。

本発明による燃料のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、固体燃料の乾燥重量を基準にして１０〜６０重量％の焙焼プラスチックが、固体燃料中に存在する。

本発明による燃料のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、プラスチックは固体燃料の焙焼バイオマスの中に存在し、焙焼され、その際、焙焼バイオマスの少なくとも一部、好ましくは少なくとも４０重量％、特には少なくとも６０重量％は、焙焼プラスチックの中に取り込まれる。

本発明による燃料のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、固体燃料の乾燥重量を基準にして、最大５重量％、特には最大３重量％の夾雑物が固体燃料中に存在する。

本発明による燃料のこの第一の実施態様の一つの好ましい実施態様において、固体燃料の全重量を基準にして５重量％未満、好ましくは３重量％未満の水が、固体燃料中に存在する。

本発明による方法の第二の実施態様（これは、実際に、第一の実施態様による方法に引き続いて実施することが可能な方法である）において、固体燃料から１種以上の金属を除去する方法であって、燃料の第一の実施態様に従うか、または本発明による方法による第一の実施態様に従って得られる固体燃料を提供する工程と、そのようにして得られた固体燃料を３ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ未満、特には１ｍｍ未満の粒子サイズに粉砕する工程と、そのようにして得られたサイズが低減させられた固体燃料から１種以上の金属を分離する工程とを包含する方法が提供される。

本発明による方法のこの第二の実施態様の一つの好ましい実施態様において、粉砕は、固体燃料の圧潰によって実施される。

本発明による方法のこの第二の実施態様の一つの好ましい実施態様において、分離は、篩別によって実施される。

本発明による方法のこの第二の実施態様の一つの好ましい実施態様において、アルミニウムが、前記１種以上の金属として分離される。

本発明による方法のこの第二の実施態様の一つの好ましい実施態様において、圧潰は、ローラー構造、ジョークラッシャー、またはそれらの組合せを用いることによって実施される。

本発明による燃料の第二の実施態様において、精製された固体燃料は、本発明の第二の実施態様による方法を行うことによって提供される。

本発明による燃料のこの第二の実施態様の一つの好ましい実施態様において、精製された固体燃料の粒子サイズは、３ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ未満、特には１ｍｍ未満である。

本発明による燃料のこの第二の実施態様の一つの好ましい実施態様において、精製された固体燃料の乾燥重量を基準にして４０〜９０重量％の焙焼バイオマスが燃料中に存在する。

本発明による燃料のこの第二の実施態様の一つの好ましい実施態様において、精製された固体燃料の乾燥重量を基準にして１０〜６０重量％のプラスチックが燃料中に存在する。

本発明による燃料のこの第二の実施態様の一つの好ましい実施態様において、焙焼バイオマスおよび焙焼プラスチックが精製された固体燃料中に存在し、焙焼バイオマスの少なくとも一部、好ましくは少なくとも４０重量％、特には少なくとも６０重量％が、焙焼プラスチックの中に取り込まれる。

本発明による燃料のこの第二の実施態様の一つの好ましい実施態様において、精製された固体燃料の乾燥重量を基準にして最大０．５重量％、好ましくは最大０．１重量％の金属が燃料中に存在する。

さらに、本発明は、本発明の第一もしくは第二の実施態様による固体燃料の、または本発明の第一および第二の実施態様による方法に従って得られた固体燃料、またはそれらの組合せの、石炭専焼火力発電プラントのための燃料としての使用に関する。

本発明による方法の第三の実施態様（これは、実際に、第一の実施態様による方法に引き続いて実施することが可能な方法である）において、本発明に従って得られた焙焼固体燃料の「全塩素含量」の低減のための方法であって、焙焼固体燃料は溶媒により洗浄され、その溶媒中に、焙焼固体燃料中に存在する塩素化合物が溶解する、方法が提供される。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、溶媒は、水性溶媒である。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、溶媒は水である。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、溶媒は、塩素化合物の水溶性を向上させる１種以上の化合物の水溶液である。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、洗浄された焙焼固体燃料の「全塩素含量」は、最大０．５重量％、好ましくは最大０．３重量％、特には最大０．２重量％、顕著には最大０．１重量％である。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、出発組成物の焙焼は、出発組成物を約１５０〜約３６０℃の物体温度に間接的に加熱することにより実施される。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、焙焼固体燃料は、出発組成物の焙焼直後に洗浄され、焙焼固体燃料の物体温度は、１５０〜３６０℃である。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、溶媒は、３０〜１００℃、好ましくは６０〜８０℃の温度に加熱され、その後に、それは焙焼固体燃料を洗浄するために使用される。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、その方法は、洗浄するさらなる工程を包含し、この追加工程は、洗浄された焙焼固体燃料に対して行われる。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、焙焼固体燃料は、出発組成物の焙焼の直後に溶媒により急冷され、その後に、溶媒により湿らされた焙焼固体燃料は、向流でさらなる溶媒により洗浄される。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、その方法は、溶媒による焙焼固体燃料の洗浄の後にさらなる工程を包含し、該さらなる工程は、溶媒により湿った固体燃料を乾燥させることを含む。

本発明による方法のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、その方法は、焙焼固体燃料を０．５〜５ｍｍの粒子サイズに粉砕するさらなる工程を包含し、この工程は、溶媒による焙焼固体燃料の洗浄の前に行われる。

本発明による燃料の第三の実施態様において、本発明の第三の実施態様による方法を用いることにより得られるべき、塩素含量が低下した固体燃料が提供される。

本発明による燃料のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、「全塩素含量」は、最大０．５重量％、好ましくは最大０．３重量％、特には最大０．２重量％、顕著には最大０．１重量％である。

本発明による燃料のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、固体燃料は、粒状化物の形態である。

本発明による燃料のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、粒状化物のサイズは、４０ｍｍ未満である。

本発明による燃料のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、粒状化物のサイズは、１０ｍｍ未満である。

本発明による燃料のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、固体燃料の乾燥重量を基準にして４０〜９０重量％の焙焼バイオマスが、固体燃料中に存在する。

本発明による燃料のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、固体燃料の乾燥重量を基準にして１０〜６０重量％の焙焼プラスチックが、その固体燃料中に存在する。

本発明による燃料のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、焙焼バイオマスおよび焙焼プラスチックがその固体燃料中に存在し、焙焼バイオマスの少なくとも一部、好ましくは少なくとも４０重量％、特には少なくとも６０重量％が、焙焼プラスチックの中に取り込まれる。

本発明による燃料のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、固体燃料の乾燥重量を基準にして、最大５重量％、特には最大３重量％の夾雑物が固体燃料中に存在する。

本発明による燃料のこの第三の実施態様の一つの好ましい実施態様において、固体燃料の全重量を基準にして５重量％未満、好ましくは３重量％未満の水が固体燃料中に存在する。

さらに、本発明は、本発明の第三の実施態様による固体燃料の、または本発明の第三の実施態様による方法を使用して得られた固体燃料の、石炭専焼火力発電プラントまたはエネルギー産出のその他の形態のための燃料としての使用に関する。

したがって、本発明は、第一には固体燃料を得る方法に関し、第二には、それに続く、前記固体燃料を精製するためのいくつかの方法に関する。

要約すると、ＳＲＦは、本発明の（１種または複数の）方法に付される前には、明確な粒子サイズを有さず、摩砕不能であり、変動する化学組成を有し、完全には均質ではなく、綿ぼこりのような粉塵性であり、生物学的に活性であり、水吸収性であり、塩素含量が高く、容積決定性（volume-determining）であることが述べられ得る。本発明による固体燃料を得るためのプロセスの間に、以下のプロセス工程の１つ以上が、とりわけ、実施される：すなわち、焙焼、塩素化、脱硫黄化、カロリー値の向上、水銀含量の低減、アルカリ金属含量の低減、非鉄系金属、特にアルミニウムの回収。これは、結局の所、本発明により、所定の粒子サイズ、所定の摩砕性、所定の塩素含量、所定の硫黄含量、最小の水銀含量、完全に均質化された産物、既存の燃料と共に、例えば微粉炭発電プラントにおいて燃焼させるのに適した産物、生物学的に不活性でありかつ疎水性である産物、重量決定性（weight-determining）の産物、アルカリ金属のレベルが低い産物、そして所定の燃焼挙動を有する固体燃料が得られるということである。

本発明は、以下に、以下の非制限的な実施例によってさらに説明されることになる。

（実施例）
（実施例１〜８および比較例１および９）
出発組成物は、所定量のＳＲＦと所定量のタイプＢ（type B）木材のバイオマスとを混合することにより調製された。ＳＲＦは、乾燥物質を基準にして６０重量％のバイオマスと３８重量％のプラスチックと２重量％の夾雑物とからなる。出発物質は、回転ドラムにおいて、出発材料が３３０℃に全４５分にわたって加熱されるという温度プロファイルで処理された。

比較例９は、圧潰され得ない非焙焼バイオマスである。

得られた生成物は、複数の性質について評価される：粒状化、微細粉塵の量、燃焼挙動、ＣＯ_２低減、バルク商品としての適合性、圧潰の際の粉塵発生、および固体燃料中の揮発性化合物の割合（百分率）。これらの性質は、以下の基準によって評価される：（−−）極めて悪い、（−）悪い、（０）中程度、（＋）良い、（＋＋）極めて良い。

粒状化は、粒状化物の形態になっている固体燃料の割合がより大きい程、よりプラスに評価される。

ＬＣＶ（lower caloric value：低カロリー値）は、これがより大きいほどよりプラスに評価される。大規模なエネルギー産出をするには限度があるので、到達可能な火炎温度と、関連する転換収率とに関連づけられて、２０ＭＪ／ｋｇが使用される。

微細粉塵の量は、固体燃料中に存在する微細粉塵の量がより少ないほど、よりプラスに評価される。

燃焼挙動は、形成された粒状化物の粒子のサイズがより小さいほど、よりプラスに評価される。

ＣＯ_２低減は、固体燃料中に存在するバイオマスがより多いほど、よりプラスに評価される。

バルク商品としての適合性は、高い嵩重量、微細粉塵の少ない量および高い多孔性の間により良好な釣り合いが得られていれば、よりプラスに評価される。そのような釣り合いとすることによって、固体燃料をバルク商品として、例えば、船舶、列車、またはトラックによって、圧密化する必要もなく十分に輸送することが可能となる。

圧潰の際の粉塵の形成は、圧潰の際により少ない粉塵の形成が起これば、よりプラスに評価される。この性質は、特に、圧潰プロセスの際の安全性のために重要であり、より大量の粉塵が生ずると安全性が低下する。

固体燃料中の揮発性化合物の割合（百分率）は、固体燃料中に存在する揮発性化合物の重量百分率が高いほど、よりプラスに評価されることになる。そのような揮発性化合物は燃焼性が高く、固体燃料の燃焼挙動を改良する。その割合（百分率）が高くなりすぎると、燃焼性の高さと関連してメリットは深刻なデメリットに変わる。

表１は、実施例１〜８および比較例１^＊を示す。

表１から明らかであるように、本発明による固体燃料は、粒状化および微細粉塵の量の点で、比較例１による固体燃料よりも良好な結果を示す。さらに、増加した割合のＳＲＦを出発組成物中に有する固体燃料は、粒状化、微細粉塵の量、燃焼挙動、バルク商品としての適合性、および圧潰の際の粉塵の形成に関してより良好な結果を与え、ＣＯ_２低減および揮発性化合物の割合（百分率）に関する性質が過度に低下することがないことが表１から明らかである。

表２は、物体温度に応じた、焙焼プロセスの間の実施例８による出発組成物についての重量損失を示す。表から明らかなように、物体温度が高くなるにつれて重量損失も大きくなる。

表３は、３００℃の温度における、焙焼プロセスの間の出発組成物の重量損失の割合（百分率）と滞留時間との間の相関関係を示す。この表から、滞留時間が長くなるにつれて、重量損失の割合（百分率）が高くなることが明らかとなる。

重量損失は、失われた重量が水と低カロリー化合物に起因している限りにおいては、有利であることに留意されるべきである。すなわち、その結果として、固体燃料中での高カロリー化合物の割合が増え、それに伴ってエネルギー密度も同様に高くなる。しかしながら、高カロリー化合物も失われたとすると、エネルギー密度の上昇はまったく観察されないことになり、実際に、固体燃料の燃焼が起きるが、これは望ましくない。したがって、重量損失の大きさは、適切に、とりわけ、出発組成物の組成に応じて選択されるべきである。

重量損失の割合（百分率）は、部分的には、粒状化物のサイズ（サイズが小さいほど熱伝導が良好である）およびプロセス条件（それらは熱伝達に影響する）によって決められる。

表４および図１は、本発明の焙焼処理の間の物体温度の温度プロファイルの例を示す。

（本発明の好ましい実施態様の説明）
本発明の好ましい実施態様において、次の方法は４つの主要なプロセス工程からなる：すなわち、I）原材料の前処理および／または混合；II）焙焼プロセス；III）精製；およびIV）塩素化。

工程I）原材料の前処理および／または混合
本発明の固体燃料の製造のために、異なったタイプのバイオマスのＳＲＦの混合物が使用され得る。定められた受入れのための調査に基づいて、原材料としての使用可能性について、可能性がある適格ＳＲＦおよび不純バイオマスの化学的および物理的性質が調査され、記録され、および評価される。結果として得られる固体燃料の目標品質および組成が規定されるので、原材料の組成は、配合の計算を用いて決められ得る。この方法によれば、約３５，０００ｔ／ａ（トン／年）（１００％乾燥物質として計算される）のＳＲＦ／不純バイオマスが、原材料としての必要量となる。さらに、所定のバイオ物質含量（biogenic content）を保証することができるように、約５，０００ｔ／ａの高純度のバイオマスが増強成分として使用され得る。供給ＳＲＦ流は、貯蔵施設に供給され、厳密に定められた受入検査（entry check）にかけられる。承認後は、「加工のための放出」である。この受入品質の結果は、連続加工を保証するために比較的大量のＳＲＦ（１，５００〜２，０００トン）が常に備蓄された状態に置かれなければならないことである。ＳＲＦ中における生物学的活性が現れ、その結果悪臭公害が起きるようなことがないようにするためには、湿分１５％未満という受入基準が用いられる。密閉されているが換気されているような貯蔵施設を使用することによって、原材料に対して湿分が作用することが防がれる。粉塵フィルターシステムを有する陽圧運転台（positive pressure cab）を備えた車輪付ローディングショベル（wheeled loading shovel）を使用して、原材料は混合され、投入用貯蔵庫（dosage bunker）に移される。

工程II）焙焼プロセス
投入用貯蔵庫から、原材料混合物は、速度調節機能付き密閉式ベルトを用いて、焙焼反応器の入口堰止門（entry sluice）に送られる。入口堰止門は、２個の気密バルブを備えており、これらは、それらの一方が常に閉であるようにして交互に開閉する。このことによって、反応器から望ましくないガスが漏出することが防止されるが、さらに重要なことに、反応器に酸素が入らないようにされている。反応器は回転ドラム炉（直径２．５ｍ、長さ１８メートル）であり、それは、酸素の乏しい条件下、温度２６０〜３００℃、約５トン／時間の原材料の取り込み容量で作動する。

回転ドラムの中での焙焼の間に、ガス状の燃焼性成分が形成され、それは、燃焼ガスとして抜き出し管（extraction）を介して抜け出る。前記のガスは、他の材料と共に反応器に送り込まれる。抜き出しの結果として、反応器においてわずかに減圧に保たれる。そのことによって、望ましくないガスの漏出が防止される。場合による、ドラムの内側に配置されたガイドベーン（インサート）により、反応器を通じた原材料の制御された移動および混合が保証される。約１５〜２０％の充填度が、回転ドラムの末端におけるダムリングの存在によって維持される。回転ドラムの回転速度が制御され、それによって、加工速度および滞留時間が制御される。プロセスの間に放出される可燃性ガスには、塩素含有プラスチック由来の塩酸と、存在するＳＯ_２／ＳＯ_３とが含まれる。それらは、セラミック粉塵フィルターによって、重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ_３）または他の薬剤の添加により燃焼ガスから除去され、次いでアフターバーナー（after-burner）に導入され、システムのエネルギー回収のために約１０００〜１１００℃（滞留時間２秒、＞８５０℃）で燃やされる。３５０℃までの温度に耐える他のフィルター材料が使用されてもよい。セラミックフィルターから取り出された塩は、さらなる加工のために送られる。燃焼ガスの処理によって、アフターバーナーの中には比較的清浄な煙道ガスが流れる結果となる。存在し得る塩素、粉塵の除去および燃焼ガスの非常に高い燃焼温度により、ダイオキシンおよびジベンゾフランのレベルを低減させる手段を要しないことが保証される。

セラミックフィルターに関連して重要なことは、高温の燃焼ガスの中にいわゆる「凝縮性物質」が存在していないということである。このことは、焙焼の温度経路が制限されることを意味している。温度は、目的とする機械的効果および目的とする塩素含有ポリマーの定量的なクラッキングを達成することができるように十分に高くなければならない。しかしながら、温度は、二次的なタール状物およびその他の凝縮性物質の形成に関連して、あまりに高すぎるべきではない。このことは、先にも説明したように、このプロセスの温度枠（temperature window）が狭いということを意味している。理想的な温度枠は、２５０〜３５０℃、特には２８０〜３００℃にある。

焙焼プロセスの過程
アフターバーナーから得られた煙道ガスは、部分的に、回転ドラムの区画化された外側マントルに導入される。これらの煙道ガスは、原材料を１００℃の物体温度に間接的に加熱して、その結果、原材料は乾燥させられる。高くなる物体温度の結果として、存在するプラスチックは軟化し、付着相に入り、存在する微細なバイオ物質のさらなる結果として粒状化する。物体温度は、さらに２６０〜３５０℃に徐々に高くなり、炭化が起きる。そこでは、存在する有機化合物の部分的な分解の結果として可燃性ガスが形成され、このものは、先に説明されたように、約２６０〜３５０℃の温度でアフターバーナーに送られる。煙道ガスは、約６５０℃の温度で回転ドラムの外壁を出て、残りの高温の煙道ガスと混合される。形成された固体燃料は、次いで、冷却器において、貯蔵施設から抽出された新鮮な燃焼エアを用いて１００℃未満に間接的に冷却される。この冷却器（これもまた回転ドラムの形をとっている）において、粗固体燃料は、１０ｍｍを超えるフラクションと、１０ｍｍ未満のフラクションに分離される。１０ｍｍを超えるフラクションは、依然として部分的にプラスチックの粒状物からなっている可能性がある。品質と量に応じて、前記粒状物は、圧潰されてからプロセスに再供給されてもよいし、あるいは、加工（セメントプラント）のための廃棄物として排出されてもよい。

工程III）精製
１０ｍｍ未満のフラクションは、オーバーベルトマグネット（overbelt magnet）によって精製工程に送られる。このモジュールにおいて、固体燃料の粒状物は、ロールクラッシャーを用いて圧潰され、次のフラクションに篩別される：
− ３ｍｍを超えるフラクション；このものは、プラスチック部分からなるが、主としてアルミニウムである；このフラクションは、アルミニウムの回収の目的で取り出される；
− ３ｍｍ未満のフラクション；このものはさらに精製される；精製装置は密閉装置として実現され、排気の抜き出しを備える；排気エアはアフターバーナーに送られる。

工程IV）塩素化
３ｍｍ未満のフラクションは、浸漬タンクへ送られる。前記浸漬タンクにおいて、サイズが低減した固体燃料は、プロセス水と接触させられ（接触時間：約１時間）、次いで、スラリー（７０％プロセス水）として真空バンド（vacuum band）にポンプ輸送される。真空バンド上で、スラリーは脱水され、多段の向流洗浄で洗浄され、次いで再度、真空脱水処理により最大限に脱水される。約７０％の乾燥物含量を有する脱水固体燃料は、次いで、乾燥装置に移される。この乾燥装置は、間接加熱装置として実現される。固体燃料は、約９５％の乾燥物含量に乾燥させられ、６０℃未満に冷却される。次いで、得られた固体燃料は、貯蔵サイロに送られる。

このプロセスにはいくつかの補助的なプロセスが設けられるが、そのようなものとしては例えばａ）塩の産出、ｂ）煙道ガスの処理、およびｃ）熱回収が挙げられる。

ａ）塩の産出
浸漬タンクに由来する上流の水は、スプレー乾燥機に送られる。この水は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の塩（特に、塩化物、および硫酸塩）並びに有機の可溶性成分の混合物を含有する。スプレー乾燥機には、アフターバーナーに由来するかまたは焙焼反応器に由来する高温の煙道ガスが給送される。蒸発の間に放出される蒸気は、バラストガスとしてアフターバーナーへ送られる。結晶塩は、スプレー乾燥機から貯蔵サイロまたはコンテナーに送られ、そこからさらなる加工工程に送られる。

ｂ）煙道ガスの処理
アフターバーナーおよび焙焼反応器に由来する煙道ガスは、熱交換器へ送られる。通過する煙道ガスは、２８０℃未満に冷却され、乾燥煙道ガス処理および吸引送風機によって煙突（最低３５ｍの高さ）に送り出される（欧州放出標準に適合する）。煙道ガス処理は、実際には、ＳＲＦ中に存在する可能性がある水銀化合物の放出に対するチェックフィルターとして意図される。それは、いわゆる「スリーブフィルター」または「バグフィルター」からなり、それには、吸着手段、例えば重炭酸ナトリウム／活性炭の混合物を吹き込むことによって、依然として存在する可能性がある有害成分の吸着層が詰め込まれる。このプロセスの選択によって、さらに、エアロゾルおよび微細粉塵が放出されるかもしれないというリスクが抑止される。吸引送風機は、設備全体において必要とされる減圧を制御する。煙道ガス処理残渣は、さらなる加工工程のために送り出される。

ｃ）熱回収
熱交換器／容器の中で放出された熱は、サーモオイルの助けをかりて、最大２６０℃の温度で、間接乾燥装置に伝達される。この間接乾燥装置は、わずかに減圧で操作される。乾燥装置から放出される水蒸気は、冷却器（condenser）の中で凝結させられる。そこで放出された凝縮水は、洗浄プロセスに送り返される。冷却器中で放出されるが、凝縮させられ得ない化合物もまた、アフターバーナーへ送り出される。熱交換器／容器からのサーモオイルは、乾燥装置を有するサイクルに送られる。

下記の表５は、本発明の方法の所定の特性の例を示す。

次の表６には、本発明による固体燃料の所定の特性の例が挙げられる。この固体燃料は、１種以上の金属の除去の方法並びに塩素含量の低減の方法に付された。

（実施例１０）
固体燃料は、１０ｍｍの粒子サイズを有するTrockenstabilat（登録商標）１００重量％の焙焼によって得られ、水により洗浄された。洗浄の前後の「全塩素含量」の測定が行われた。結果は、表７に示される。

（実施例１１）
実施例１０による固体燃料が、粒子サイズを４ｍｍに低減させるように処理された。次いで、固体燃料は、実施例１０と同様にして処理された。結果は、表７に示される。

表から、本発明の方法は、焙焼固体燃料の「全塩素量」の低減に適用され得ることは明らかである。「全塩素含量」は、９５〜９９％程度まで低減させられ得る。

Claims (32)

1. 焙焼によって固体燃料を調製する方法であり、出発組成物は、間接的に加熱される方法において、加熱は、約１５０〜約３６０℃の物体温度で行われ、ＳＲＦ材料が出発組成物中に存在することを特徴とする方法。
2. 出発組成物の乾燥重量を基準にして少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも７５重量％、特には少なくとも９０重量％のＳＲＦ材料が出発組成物中に存在する、請求項１に記載の方法。
3. 出発組成物の乾燥重量を基準にして合計３０〜８０重量％のバイオマスが出発組成物中に存在する、請求項１または２に記載の方法。
4. 出発組成物の乾燥重量を基準にして合計１０〜７０重量％のプラスチックが出発組成物中に存在する、請求項１〜３のいずれか１つ以上に記載の方法。
5. 出発組成物の全重量を基準にして合計１０〜２０重量％、好ましくは１２〜１７重量％の水が出発組成物中に存在する、請求項１〜４のいずれか１つ以上に記載の方法。
6. 出発組成物の乾燥重量を基準にして最大５重量％、好ましくは最大２重量％の夾雑物が出発組成物中に存在する、請求項１〜５のいずれか１つ以上に記載の方法。
7. 前記加熱は、回転ドラムにおいて行われる、請求項１〜６のいずれか１つ以上に記載の方法。
8. 前記加熱は、２６０〜３６０℃の物体温度に達するまで徐々に行われる、請求項１〜７のいずれか１つ以上に記載の方法。
9. 出発組成物の１５０〜３６０℃の温度での滞留時間は、１００分未満、顕著には４５分未満、特には１０〜３０分である、請求項１〜８のいずれか１つ以上に記載の方法。
10. 請求項１〜９のいずれか１つ以上に記載の方法を使用することにより得られた、固体燃料。
11. 固体燃料から１種以上の金属を除去する方法であって、
    請求項１０に記載の固体燃料または請求項１〜９のいずれか１つ以上に記載の方法を使用することにより得られた固体燃料を提供する工程と、
    そのようにして得られた固体燃料を、３ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ未満、特には１ｍｍ未満の粒子サイズに粉砕する工程と、
    そのようにして得られた粉砕固体燃料から前記１種以上の金属を分離する工程と
    を包含する方法。
12. 前記粉砕（サイズ低減）は、固体燃料を圧潰することによって、好ましくは、ローラー構造、ジョークラッシャーまたはこれらの組合せを用いることによって行われる、請求項１１に記載の方法。
13. 前記分離は、篩別によって行われ、好ましくは、アルミニウムが前記１種以上の金属として分離される、請求項１１〜１２のいずれか１つ以上に記載の方法。
14. 請求項１１〜１３のいずれか１つ以上に記載の方法を使用することにより得られた、精製された固体燃料。
15. 請求項１０または１４により得られた固体燃料、または請求項１〜９のいずれか１つ以上に記載の方法を使用することにより得られた固体燃料の「全塩素含量」を低減させる方法において、固体燃料は溶媒により洗浄され、該溶媒中に、固体燃料中に存在する塩素化合物が溶解することを特徴とする方法。
16. 溶媒は水性溶媒であり、好ましくは、水および、塩素化合物の水溶性を向上させる１種以上の化合物の水溶液から選択されるものである、請求項１５に記載の方法。
17. 固体燃料は、出発組成物の焙焼の直後に、焙焼固体燃料の物体温度が１５０〜３６０℃である間に洗浄される、請求項１５〜１６のいずれか１つ以上に記載の方法。
18. 溶媒は、３０〜１００℃、好ましくは６０〜８０℃の温度に加熱され、その後に、固体燃料を洗浄するために使用される、請求項１５〜１７のいずれか１つ以上に記載の方法。
19. 洗浄のさらなる工程を含み、該さらなる工程は、洗浄された固体燃料について行われる、請求項１５〜１８のいずれか１つ以上に記載の方法。
20. 固体燃料は、出発組成物の焙焼の直後に前記溶媒により急冷され、その後に、溶媒により湿らされた固体燃料は、さらなる溶媒により向流で洗浄される、請求項１５〜１９のいずれか１つ以上に記載の方法。
21. 溶媒による固体燃料の洗浄の後にさらなる工程を含み、該さらなる工程は、溶媒により湿らされた固体燃料を乾燥させることを含む、請求項１５〜２０のいずれか１つ以上に記載の方法。
22. 前記固体燃料を０．５ｍｍ〜５ｍｍの粒子サイズに粉砕するさらなる工程を含み、該工程は、溶媒による固体燃料の洗浄の前に行われる、請求項１５〜２１のいずれか１つ以上に記載の方法。
23. 先行する請求項１５〜２２のいずれか１つ以上に記載の方法を使用することにより得られる、低減された塩素含量を有する、固体燃料。
24. 粒状化物の形態であり、好ましくは４０ｍｍ未満、特に１０ｍｍ未満の粒状化物サイズを有する、請求項１０または２３に記載の固体燃料。
25. 固体燃料の粒子サイズは、３ｍｍ未満、好ましくは２ｍｍ未満、特には１ｍｍ未満である、請求項１４に記載の固体燃料。
26. 固体燃料の乾燥重量を基準にして４０〜９０重量％の焙焼バイオマスが固体燃料中に存在する、請求項１０、１４および２３〜２５のいずれか１つ以上に記載の固体燃料。
27. 固体燃料の乾燥重量を基準にして１０〜６０重量％の焙焼プラスチックが固体燃料中に存在する、請求項１０、１４および２３〜２６のいずれか１つ以上に記載の固体燃料。
28. 焙焼バイオマスおよび焙焼プラスチックが固体燃料中に存在しており、焙焼バイオマスの少なくとも一部、好ましくは少なくとも４０重量％、特には少なくとも６０重量％が前記焙焼プラスチックの中に取り込まれている、請求項１０、１４および２３〜２７のいずれか１つ以上に記載の固体燃料。
29. 固体燃料の乾燥重量を基準にして最大５重量％、特には最大３重量％の夾雑物が固体燃料中に存在する、請求項１０、１４および２３〜２８のいずれか１つ以上に記載の固体燃料。
30. 固体燃料の全重量を基準にして５重量％未満、好ましくは３重量％未満の水が固体燃料中に存在する、請求項１０、１４および２３〜２９のいずれか１つ以上に記載の固体燃料。
31. 精製された固体燃料の乾燥重量を基準にして最大０．５重量％、好ましくは最大０．３重量％、特には最大０．２重量％、顕著には最大０．１重量％の金属が燃料中に存在する、請求項１０および２３〜３０のいずれか１つ以上に記載の固体燃料。
32. 請求項１０、１４および２３〜３１のいずれか１つ以上に記載の固体燃料の１種以上の、石炭専焼火力発電プラント用、またはその他のエネルギー産出用の燃料としての使用。

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