JP2023553871A - 廃棄物ベースのフィードストックから固体回収燃料及び合成ガスを得るための方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、廃棄物ベースのフィードストックから固体回収燃料及び合成ガスを得るための方法であって、Ｉ．廃棄物の選別、選択、粉砕及び／又はスクリーニングに関連するいくつかのパラメータによって、フィードストックを固体回収燃料に転換するステップ、II．適切な反応条件下、固体回収燃料の少なくとも一部をガス化して、合成ガス及び副生物を生成するステップ、III．任意に、合成ガスの少なくとも一部を浄化して、クリーンな合成ガス及び廃水を生成するステップを含み、固体回収燃料、ガス化の合成ガス及び副生物のうちの１又は２以上が、この方法の操作中に分析されて、ステップII、及び任意にステップIII）における反応条件に影響を与えるよう、前記分析からのデータが使用されて、ステップＩ）の１又は２以上のパラメータを制御する、前記方法を提供する。

Description

本発明は、廃棄物ベースのフィードストックから固体回収燃料（ＳＲＦ，solid recovered fuel）及び合成ガスを得るための方法に関する。

廃棄物質のリサイクル及び再利用を増加させて、埋立地に廃棄される又は焼却される廃棄物質の量を削減する法律及び規制からの政治的動機が存在する。廃棄物質から合成燃料などの有用な生成物を製造することは、当該分野において広く知られている。本発明者らは、このような製造方法をＷＴＬ（Waste-to-Liquids，ウェイストツーリキッド）法と呼ぶことがある。

典型的なＷＴＬ法には、後に、化学反応操作に入る前に様々な方法で処理及び精製が行われて、有用な生成物を生成することができる、廃棄物フィードストックのガス化による合成ガスの生成を含む。ガス化は、廃棄物質中に存在するエネルギーを有用な生成物に転換する実証済みの環境に優しい方法である。

フィッシャー－トロプッシュ（ＦＴ，Fischer-Tropsch）法は、一酸化炭素及び水素（合成ガス）から燃料を生成するために広く使用されており、以下の式によって表すことができる：
（２ｎ＋１）Ｈ_２＋ｎＣＯ → Ｃ_ｎＨ_２ｎ＋２＋ｎＨ_２Ｏ

文脈が別段の指示をしない限り、用語「原料合成ガス」、「クリーンな合成ガス」、及び用語「合成ガス」を含む他のいかなる言い回しも、水素及び一酸化炭素を主に含むガスを意味すると解釈されるべきである。二酸化炭素、窒素、アルゴン、水、メタン、タール、酸性ガス、より高い分子量の炭化水素、油、揮発性金属、炭化物、リン、ハロゲン化物及び灰などの他の成分も存在し得る。存在する混入物及び不純物の濃度は、この方法の段階及びフィードストック源に依存するであろう。

合成ガスを説明するためのこのような用語の使用は、限定として捉えるべきではない。当業者は、これらの用語の各々は、水素及び一酸化炭素を主に含むガスを意味すると解釈されることを理解していると思われる。

フィードストックを固体回収燃料に転換する方法は、当該分野において公知である。しかし、前記方法の特定の工程はかなり様々に変わり得る。同様に、固体回収燃料をガス化して合成ガスを生成する方法もまた、当該分野で公知である。金属及びガラスなどの多くの物質は、フィードストックから除去されなければならず、その後に、フィードストックはガス化装置に供給することができることも当該分野で公知である。これらの除去された物質は、有利には再利用され、こうして、ガス化及び再利用は、廃棄物質を効率よく取り扱うための相補的技術となる。したがって、フィードストックを固体回収燃料に転換する方法は、高品質固体回収燃料を生成することができるよう、いくつかのタイプの物質の除去を必要とする。

米国特許第４０６３９０３号明細書は、このような廃棄物の有機フラクションを燃料又は燃料補給物に転換し、無機フラクション（inorganic fashion）の構成物質の１又は２以上を回収することによる、固体廃棄物を廃棄するための装置を記載している。

米国特許第２０１３０９２７７０号明細書は、混合した固体廃棄物ストリームからリサイクル可能な高価値物質を取り出すための方法及びシステムを記載している。この方法及びシステムは、サイジング及び密度分離を使用して、適切に選別してかなりの割合の高価値なリサイクル可能な物質を選り分けることができる、中間廃棄物ストリームを生成することができる。

欧州特許第２７１１４１１号明細書は、均一化押出成形機において、出発原料を加工する工程を含む、固体回収燃料を生成する方法を記載している。

国際公開第２０１１１３８５９１号パンフレットは、危険廃棄物を処理する方法であって、危険廃棄物を用意するステップ、廃棄物ストリームを用意するステップ、ガス化ユニットで廃棄物ストリームをガス化し、オフガス及び炭化物質を生成するステップ、及びプラズマ処理ユニットにおいてオフガスをプラズマ処理し、シンガスを生成するステップを含む、方法を記載している。危険廃棄物は、危険廃棄物及び廃棄物ストリームの相対的な化学特性及び／又は物理特性によって決定されるプロセスにおけるある時点に、廃棄物ストリームとブレンドされる。

韓国特許第２０１８００４３９１１号明細書は、廃棄物のガス化を使用する発電システムであって、廃棄物の前処理プロセスにより生成したシンガスを使用して発電プロセスを行う発電ユニットを含む、発電システムを記載している。

米国特許第２０１１２８９８４５号明細書は、高温反応器中に入れられた金属浴中で有機物及び無機物を処理して、合成ガスを生成する方法を記載している。

英国特許第２５１１１１１号は、有機含有物を含む物質を熱分解又はガス化するための装置を記載している。

米国特許第２０１７００９１６０号明細書及び英国特許第２５１０６４２号明細書は、廃棄物質をシンガスに転換するシステム及び方法を記載している。

国際公開第２０２００９２５１１号パンフレットは、固体回収燃料を製造する方法であって、固体廃棄物の第１のストリームを、トロンメルを備えるプレ細断ユニットに運搬するステップ、トロンメルを用いて、固体廃棄物の第１のストリームを固体廃棄物の第２のストリーム及び固体廃棄物の第３のストリームに分離するステップ、一次細断機を備える一次細断ユニットに固体廃棄物の第２のストリームを運搬するステップ、一次細断機を用いて固体廃棄物の第２のストリームを細断し、固体廃棄物の第４のストリームを生成するステップ、固体廃棄物の第４のストリームを固体回収燃料生成ユニットに運搬するステップ、及び固体回収燃料生成ユニットを用いて固体回収燃料のストリームを生成するステップを含む、方法を記載している。

さらに、当該技術分野におけるフィードストックツーＳＲＦ（feedstock-to-SRF）法は、通常、この方法の終わりに固体回収燃料をサンプリングして分析し、固体回収燃料が、正しい水分含量及び物理組成を有することを確認するだけに過ぎない。この分析は、程度の差はあるがある特定の物質を標的とすることによってＳＲＦの組成を調節するため、フィードストックツーＳＲＦ法にフィードバックを与えてもよい。この技術は、例えば、Ｒｕｇｂｙ（英国）におけるＳＵＥＺ ＳＲＦプラントで使用されてきた。

米国特許第４０６３９０３号明細書 米国特許第２０１３０９２７７０号明細書 欧州特許第２７１１４１１号明細書 国際公開第２０１１１３８５９１号パンフレット 韓国特許第２０１８００４３９１１号明細書 米国特許第２０１１２８９８４５号明細書 英国特許第２５１１１１１号 米国特許第２０１７００９１６０号明細書 英国特許第２５１０６４２号明細書 国際公開第２０２００９２５１１号パンフレット

しかし、フィードストックツーＳＲＦ法及びガス化方法は、通常、分けられ（及び、したがって、違う場所で行われてもよい）、後者のガス化方法は、前者のフィードストックツーＳＲＦ法に対して直接的なインパクトも影響も有していない。したがって、固体回収燃料の製造及び前記固体回収燃料のガス化を含む統合方法であって、この方法のすべての段階においてフィードバックループの応答を含む、統合方法はこれまで実現されてこなかった。

本発明の第１の態様によれば、廃棄物ベースのフィードストックから固体回収燃料及び合成ガスを得るための方法であって、
Ｉ． 廃棄物の選別、選択、粉砕及び／又はスクリーニングに関連するいくつかのパラメータによって、フィードストックを固体回収燃料に転換するステップ、
II． 適切な反応条件下、固体回収燃料の少なくとも一部をガス化して、合成ガス及び副生物を生成するステップ、
III． 任意に、合成ガスの少なくとも一部を浄化して、クリーンな合成ガス及び廃水を生成するステップ
を含み、
固体回収燃料、ガス化の合成ガス及び副生物のうちの１又は２以上が、この方法の操作中に分析されて、ステップII、及び任意にステップIII）における反応条件に影響を与えるよう、前記分析からのデータが使用されて、ステップＩ）の１又は２以上のパラメータを制御する、
方法が提供される。

本発明の発明者らは、本発明の統合方法が、廃棄物の選別及び発熱量の選別により、合成ガスの生成を制御することが可能であることを見出した。これは、本方法の様々なステップの生成物及び副生物を分析し、本統合方法全体にわたる反応条件に影響を与えるよう、前記分析からのデータを使用してステップＩ）のパラメータを制御することによって実現される。言い換えると、本発明者らは、フィードストックを固体回収燃料に転換するステップは、本統合方法の１若しくは２以上の段階、又はすべての段階からのリアルタイム分析フィードバックに応答して制御され得ることを見出した。例として、廃水処理の苛性消費量、ガス化装置の温度、及び／又は固体回収燃料若しくは合成ガスの水分含量が分析されて、フィードストックストリームが、分析からのデータに応答して選択され得る。

本発明者らは、フィードストックのタイプを注意深く選択し、フィードストックからある特定の量の望ましくない物質を除去することによって、質量流量、ガス化装置のエネルギー消費量及びガス化装置の生産速度が、要求通り制御され得ることも見出した。

本発明者らは、本発明の方法は、フィードストック品質の日々の変動を管理することに特に有効である一方、従来の比例積分微分（ＰＩＤ）制御装置が、この方法における分刻みの変化を担うことを見出した。

好ましくは、本方法は、適切な反応条件下、固体回収燃料の一部をガス化して、合成ガス及び副生物を生成するステップを含む。言い換えると、固体回収燃料のすべてが、この方法でガス化されるわけではない。本方法は、固体回収燃料の正味の生成について有利な結果をもたらす。

したがって、本発明の別の態様によれば、廃棄物ベースのフィードストックから固体回収燃料及び合成ガスを得るための方法であって、該方法が、
Ｉ． フィードストックを固体回収燃料に転換するステップ、
II． 適切な反応条件下、固体回収燃料の一部をガス化して、合成ガス及び副生物を生成するステップ、及び
III． 任意に、合成ガスの少なくとも一部を浄化して、クリーンな合成ガス及び廃水を生成するステップ
を含み、
ガス化の合成ガス、及び副生物のうちの１又は２以上が、この方法の操作中に分析されて、ステップIIにおける反応条件に影響を与えるよう、前記分析からのデータが使用されて、廃棄物選別、選択、粉砕及び／又はスクリーニングに関連するステップＩ）の１又は２以上のパラメータを制御する、
方法が提供される。

前記分析からのデータを使用して、ステップIIIにおける反応条件に影響を与えるよう、廃棄物選別、選択、粉砕及び／又はスクリーニングに関連する、ステップＩ）の１又は２以上のパラメータを制御することもできる。

フィードストックは、任意に、家庭廃棄物（都市廃棄物とも呼ばれる）、商業廃棄物及び産業廃棄物、並びに混合収集される家庭及び商業廃棄物のうちの１又は２以上を含んでもよい。都市固体廃棄物は、台所の廃棄物、電気製品、電球、プラスチック、使用済みタイヤ、古い塗料及び庭の廃棄物などの、「ごみ（trash）」を通常、含んでもよい。

フィードストックは、使用したフィードストックの供給源及び化学物質に依存する、変動する組成特徴を有するであろう。物質組成は、プラスチック、紙、不活物（inert）、食品廃棄物の量に関して、回分ごとに、及び季節ごとに大きく変わり得る。

フィードストックは、比較的大きな断片の形態にあることがあるか、又は比較的大きな断片を含むことがある。フィードストックは、任意に、過大な物品を除去するため、予め処理されてもよい。

フィードストックは、フラクションの組成に関して、多様性があり得る。フィードストックは、４種のサイズのフラクション：微細物（この場合、粒子は約６ｍｍを超えない）、小型物（この場合、粒子は、約６～約２０ｍｍのサイズを有する）、主要物（この場合、粒子は、約２０～約６０ｍｍのサイズを有する）、及び粗大物（この場合、粒子は、約６０ｍｍより大きなサイズを有する）を含むと好ましくは定義される。

主要フラクションと粗大フラクションとの間の境界を正確に区別することは難しい。したがって、２種のフラクションの特性に応じて、境界は、約６０～約１００ｍｍの範囲とすることができる。

さらに、４種のサイズのフラクション間の境界は、任意に、制御されるパラメータであってもよく、フィードストックの性質に依存し得る。これによって、各フラクションに存在する物質の量を制御することが可能となる。非限定例として、主要フラクションと粗大フラクションとの間の境界は、１００ｍｍまで向上させて、粗大フラクション中の物質の量を削減して、主要フラクション中の物質の量を増加させてもよい。

別の非限定例として、フィードストックが、圧倒的により大きな物質を含む場合、主要フラクションと粗大フラクションとの間の境界を１００ｍｍまで向上させて、より小さな物質の不足分を相殺し、フラクション間の物質を均等に分布させてもよい。

粗大フラクションはまた、３種のフラクション：重量粗大物、中量粗大物及び軽量粗大物を含むと好ましくは定義されてもよい。重量粗大フラクションは、不活物及び／又はガラスを例えば含むことができる。軽量粗大フラクションは、紙及び／又はプラスチックを例えば含むことができる。中量粗大フラクションは、より重い紙（軽量粗大フラクション中に存在する紙との比較）、ボール紙及び／又はポリ塩化ビニルなどのプラスチックを例えば含むことができる。

微細フィードは、バイオジェニック物質、石及び／又はガラスを例えば含んでもよい。

方法の詳細
ステップＩ）は、廃棄物の選別、選択、粉砕及び／又はスクリーニングに関連するいくつかのパラメータによって、フィードストックを固体回収燃料に転換することを含む。ステップＩ）のパラメータは、以下：
ａ） 微細フィード、小型フィード、主要フィード及び粗大フィードを含むフィードストックを用意すること、
ｂ） フィードストックを第１のサイズに細断すること、
ｃ） フィードストックに１番目のスクリーニングを施し、これによって、粗大フィードから微細フィード、小型フィード及び主要フィードを分離すること、
ｄ） 微細フィード、小型フィード及び主要フィードに、２番目のスクリーニングを施し、これによって、微細フィード、小型フィード及び主要フィードを分離すること、
ｅ） 粗大フィードに３番目のスクリーニングを施し、これによって、粗大フィードを軽量粗大フィード、中量粗大フィード及び重量粗大フィードに分離すること、
ｆ） １又は２以上の磁石の上に、小型フィード、主要フィード、軽量粗大フィード及び／又は中量粗大フィードのうちの１又は２以上を運搬し、前記１又は２以上のフィードから鉄金属及び／又は非鉄金属を除去すること
ｇ） 中量粗大フィードに近赤外走査を行い、１又は２以上のプラスチックを特定して除去すること、
ｈ） 主要フィードに密度分離を施すこと、
ｉ） 小型フィード、主要フィード、軽量粗大フィード及び中量粗大フィードを第２のサイズに細断すること、
ｊ） 小型フィード、主要フィード、軽量粗大フィード及び中量粗大フィードを一緒にして、最終フィードにすること、及び
ｋ） 任意にベルトドライヤーを使用することによって、最終フィードを乾燥し、固体回収燃料を生成すること
を含んでもよい。

１番目のスクリーニングは、任意に、トロンメルふるい又はスターふるいであってもよい。２番目のスクリーニングは、任意に、フリップ－フロップふるい又は密度分離器であってもよい。３番目のスクリーニングは、任意に、ウインドシフター又はエアナイフであってもよい。１番目、２番目及び／又は３番目のいずれのスクリーニングも、任意に、振動ふるいであってもよい。

第１のサイズは、任意に、約２５０ｍｍであってもよい。第２のサイズは、任意に、約２５ｍｍであってもよい。

プラスチックは、任意に、ハロゲン化プラスチック、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート及び／又はエラストマーのうちの１又は２以上を含んでもよい。ハロゲン化プラスチックは、任意に、ポリ塩化ビニルを含んでもよい。ポリエステルは、任意に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含んでもよい。ポリオレフィンは、任意に、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）及び／又はポリプロピレンのうちの１又は２以上を含んでもよい。ポリスチレンは、任意に、発泡ポリスチレンを含んでもよい。

好ましくは、プラスチックは、ポリ塩化ビニルを含み、任意に、１又は２以上の他のプラスチックを含んでもよい。ポリ塩化ビニルは、ステップII）に供給されるフィード中に望ましくないほど高い塩化物の搭載量が生じるので、ポリ塩化ビニルは除去されることが望ましく、かつ好ましい。プラスチックは、任意に、リサイクルされてもよい。

本発明者らは、プラスチックが存在すると、Ｈ_２：ＣＯ比及び合成ガスのエネルギー含量が改善されることを見出した。しかし、プラスチックが存在すると、廃水の苛性処理の必要性が増大する。したがって、様々な制御パラメータについて動的最適化が存在する可能性がある。

したがって、本方法におけるプラスチックの動的制御（例えば、高発熱量、高Ｃ／Ｈ含有率及び高Ｃｌ含有量）は、「使用可能な」合成ガスと廃水処理の費用の高さとの間でのトレードオフである。

密度分離器の使用による密度分離は、任意に、主要フィードからガラス、石及び砂粒などの不活物を除去する。

フィードストックからの鉄金属及び非鉄金属の除去を最大化することが望ましい。ステップＩ）の間、少なくとも約９０％、又は少なくとも約９５％、又は少なくとも約９６％、又は少なくとも約９７％、又は少なくとも約９８％、又は少なくとも約９９％の金属が、任意に、フィードストックから除去されてもよい。

フィードストックからの不活性物質、特により大型の不活性物質の除去の最大化が望ましい。ステップＩ）の間、少なくとも約８０％、又は少なくとも約８５％、又は少なくとも約９０％、又は少なくとも約９５％の不活物が、任意に、フィードストックから除去されてもよい。不活物は、好ましくは、ガラス及び／又は他の非燃焼物などの密度の高い不活物である。微細不活物をやはり除去することが重要であるが、これは、固体回収燃料の総合的な品質の不利益になるものではないはずである（例えば、固体回収燃料の不活物含有量に比べて、固体回収燃料のバイオジェニック含有量を最大化することによる）。

乾燥前に、最終フィードは、任意に、微細フィードの少なくとも一部を含んでもよい。言い換えると、最終フィードは、任意に、微細フィードの少なくとも一部と一緒にされてもよい。

固体回収燃料は、任意に、ステップII）に連続供給されてもよく、したがって、有利には、固体回収燃料の梱包及び／又は保管を必要としない。

ステップII）は、適切な反応条件下、固体回収燃料の少なくとも一部をガス化して、合成ガス及び副生物を生成するステップを含む。ガス化は、水蒸気及び酸素の存在下で行われてもよい。

ステップII）は、任意に、ガス化区域で行われてもよい。ガス化区域は、任意に、単一トレイン、デュアルトレイン又は複数のトレインを備えてもよい。好ましくは、ガス化区域は、１つ以上のトレインを備えて、プラントの利用に及ぼす中断のインパクトを最小限にする。

商業的に利用可能なガス化装置の３種の主要タイプのものは、固定床／流動床、噴流又は流動床タイプである。ガス化区域は、間接的なガス化区域であってもよく、この場合、フィードストック及び水蒸気は、間接的に加熱されるガス化容器に供給される。代替的に、ガス化区域は、直接的なガス化区域であってもよく、この場合、フィードストック、水蒸気及び酸素含有ガスがガス化容器に供給されて、直接、燃焼されて、ガス化に必要な熱を得ることができる。同様に、本発明の方法における使用に、当該分野で公知であり、適切なものは、ハイブリッド式ガス化装置、及び部分酸化ユニットを組み込むガス化装置である。

ガス化区域は、任意に、固体回収燃料の転換を最大化するため、乾燥灰分排除モードで作動する主たる間接加熱式ディープ流動床及び二次ガス化装置を備えてもよい。ガス化区域は、任意に、間接加熱式一次流動床しか備えていなくてもよい。

流動床の操作温度は、固体回収燃料の組成特徴に依存して様々に変わり得る。流動床の操作温度は、任意に、約４００～１０００℃の間、又は約５００～９００℃の間、又は約６００～８００℃の間であってもよい。流動床のこのような温度範囲は、いかなる構成灰分の軟化、及び床材料とのクリンカー形成を回避することが見出されている。

流動床反応器は、任意に、シリカ（砂）又はアルミナなどの、ある量の不活性床媒体が事前搭載されていてもよい。不活性床媒体は、過熱水蒸気及び酸素により流動化され得る。過熱水蒸気及び酸素は、別のパイプノズルから導入されてもよい。

ガス化の間、流動床は、乾燥（又は脱水）、脱揮発（devolatilization、又は熱分解）及びガス化を受け得る。ある程度の燃焼、水性ガスシフト反応及びメタネーション反応も起こることがある。

ガス化区域内に、下流のプロセスにおいて圧縮の必要性を最小化する圧力を有することが望ましい。したがって、ガス化区域は、少なくとも約０．３５ＭＰａ（３．５ｂａｒ）、それ程高くはないが、例えば約０．４ＭＰａ（４ｂａｒ）以上の圧力を有することが好ましい。１ＭＰａ（１０ｂａｒ）以上のかなり一層高い圧力で作動するガス化区域が、当該分野において公知である。０．１５ＭＰａ（１．５ｂａｒ）以下などのかなり一層低い圧力で作動するガス化区域も、当該分野において公知である。全作動圧を有するガス化区域が、本発明の方法において使用するのが適切である。

本方法のステップII）を出る合成ガスは、任意に、少なくとも約６００℃、又は少なくとも約７００℃、又は少なくとも約８００℃の出口温度を有してもよい。好ましくは、ステップII）を出る合成ガスは、約７００℃～約７５０℃の出口温度を有する。

ステップII）の主要生成物は、通常、水蒸気、並びに水素及び一酸化炭素（ＣＯ）（合成ガスの必須構成成分）からなる合成ガス、二酸化炭素（ＣＯ_２）、メタン、並びに少量の窒素及びアルゴンである。ベンゼン、トルエン、エチルベンゼン及びキシレン、高級炭化水素、ワックス、油、灰分、すす、床媒体構成成分、及びその他存在する不純物などの、付加的な構成成分が存在し得る。

合成などの下流のプロセスにおけるフィードストックとして使用するために必要な高品質ガスを得るため、不純物は除去される必要がある。適切な合成の非限定例には、フィッシャー－トロプッシュ合成、アンモニア合成、メタノール合成又は水素生成が含まれる。

サイクロンを使用して、任意に、合成ガスから望ましくない固体物質を除去してもよい。

異物放電システム(tramp discharge system)を使用して、任意に、ガス化プロセスの操作時に床物質からより重い混入物を除去してもよい。

二酸化炭素、硫黄、スラグ、並びにガス化の他の副生物及び不純物が、捕捉、収集及び再利用に適し得る。

使用されるフィードストック源に応じて、合成ガス中に存在する主要構成成分と不純物との比は、様々に変わり得、合成ガスの水素対一酸化炭素の比は、実質的に様々に変わり得る。特に、廃棄物フィードストックをフィードストック源として使用した場合、化学組成の変動及び存在する水分の変化のために、合成ガスの水素対一酸化炭素の比は、一層大きく変動するであろう。

フィードストック源及びガス化技術に応じて、合成ガスは、約３～４０ｍｏｌ％の間の二酸化炭素を、通常、含むことができる。

ステップII）を出る合成ガスは、任意に、ガス化されるフィードストック源に応じて、通常、数百ｐｐｍｖで様々な硫黄濃度を含み得る。ステップII）を出る合成ガスは、任意に、約５００ｐｐｍｖ未満、約４００ｐｐｍｖ未満、約３００ｐｐｍｖ未満、約２００ｐｐｍｖ未満の硫黄濃度を含み得る。好ましくは、合成ガスは、約２００ｐｐｍｖ未満の濃度の硫黄を構成する。合成ガス中の硫黄濃度は、下流で使用されるプロセス条件に影響を及ぼすであろう。

合成ガスは、任意に、水蒸気改質（例えば、水蒸気メタン改質（ＳＭＲ，steam methane reforming）反応であり、この場合、メタンは、ＳＭＲ触媒の存在下で、水蒸気と反応させる）；部分酸化；自己熱改質；二酸化炭素改質；水性ガスシフト反応；又はそれらの２又は３以上の組合せによって処理されて、Ｈ_２対ＣＯのモル比を調節することができる。

用語「水性ガスシフト反応（water gas shift reaction）」又は「ＷＧＳ」は、一酸化炭素及び水を水素及び二酸化炭素に転換するステップを含む、熱化学過程として解釈されるべきである。ＷＧＳ反応後に得られた合成ガスは、シフトした（すなわち、調節された）合成ガスと解釈され得る。

ステップIII）は、任意に、水性ストリームを供給して、微粒子及び合成ガスに由来するアンモニア又はＨＣｌを少なくとも部分的に洗浄する一次浄化区域を含んでもよく、水性ストリームは、アンモニアが合成ガス中の混入物である場合、中性又は酸性の水性ストリームが選択され、ＨＣｌが合成ガス中の混入物である場合、水性ストリームは、塩基性の水性ストリームを含むよう選択されて、Ｈ_２、ＣＯ、ＣＯ_２、及び硫黄ガスを含む混入物を含む水洗合成ガスをもたらす。

苛性洗浄を使用して、任意に、アンモニア、ハロゲン化物、一酸化二窒素、及び残留微粒子などの不純物を除去してもよい。

ステップIII）は、任意に、水洗合成ガスの少なくとも一部を二次浄化区域に供給すること、二次浄化区域中の水洗合成ガスを水洗合成ガスから硫黄物質を少なくとも一部吸収するのに有効な硫黄物質向けの溶媒に接触させること、及び少なくとも一部が脱硫された、Ｈ_２、ＣＯ、ＣＯ_２を含む、脱タール水洗合成ガスであって、残留混入物を含んでもよい水洗合成ガスを二次浄化区域から回収することをさらに含んでもよい。

ステップIII）は、任意に、少なくとも一部が脱硫された脱タール水洗合成ガスを三次浄化区域に供給すること、三次浄化区域において、少なくとも一部が脱硫された脱タール水洗合成ガスを、少なくとも一部が脱硫された脱タール水洗合成ガスからＣＯ_２を少なくとも一部吸収するのに有効な、ＣＯ_２のための溶媒に接触させて、三次浄化区域から、ＣＯ_２のための物理的溶媒及び吸収されたＣＯ_２を含む第１のストリーム、並びにＨ_２、ＣＯを含むクリーンな合成ガスであって、任意に、残留混入物を含んでもよいクリーンな合成ガスを含む第２のストリームを回収すること、溶媒再生成段階において、吸収されたＣＯ_２の少なくとも一部を第１のストリームから除去して、再生成した溶媒、及び隔離又は他の使用にとって十分に純粋な形態のＣＯ_２を個別に回収することをさらに含んでもよい。

言い換えると、合成ガスからの酸性ガス（Ｈ_２Ｓ及びＣＯ_２）除去は、任意に、合成ガスの価値を高める（sweeten）、メタノール溶媒を使用するＲｅｃｔｉｓｏｌ（商標）法によって行われてもよい。Ｒｅｃｔｉｓｏｌ（商標）法に由来する硫黄に富む排ガスストリームは、任意に、過剰の空気と共に燃焼して、硫黄を含有する化合物のすべてをＳＯ_２に転換してもよい。任意に、得られたガスを使用して水蒸気を上げ、これによって冷却してもよい。得られたガスは、任意に、水酸化ナトリウム溶液で洗浄して、ＳＯ_２を亜硫酸ナトリウム及び硫酸ナトリウムとして除去してもよい。

廃水は、任意に、廃水処理ユニットに送られて、廃棄又は可能な再利用が行われてもよい。

（クリーン）合成ガス中のＨ_２対ＣＯのモル比は、好ましくは、約１．６：１～約２．２：１、又は約１．８：１～約２．１：１、又は約１．９５：１～約２．０５：１の範囲にある。

（クリーン）合成ガスは、任意に、有用な生成物、例えば長鎖炭化水素に転換されてもよい。有用な生成物は、例えば、液状炭化水素を含んでもよい。液状炭化水素は、例えば、持続可能な液体輸送燃料であってもよい。有用な生成物は、任意に、ナフサ、ディーゼル又は航空燃料であってもよい。代替として又はさらに、有用な生成物は、プロパン及び／又はブタンを含む、液化石油ガス（ＬＰＧ）であってもよい。有用な生成物は、合成ガスの少なくとも一部にフィッシャー－トロプッシュ合成反応を施すことによって生成されてもよい。

したがって、本発明の別の態様によれば、本発明の第１の態様による方法によって生成する合成ガスを転換することによって製造される有用な生成物が提供される。

合成ガスの少なくとも一部は、任意に、合成ユニットに供給されてもよい。適切な合成の非限定例には、フィッシャー－トロプッシュ、アンモニア合成、メタノール合成、アルコール合成又は水素生成が含まれる。

固体回収燃料
本発明の別の態様によれば、本発明の第１の態様による方法のステップＩ）によって生成する固体回収燃料が提供される。

固体回収燃料は、任意に、二次元で約２５ｍｍ未満の粒子サイズを含んでもよい。

固体回収燃料の重量基準で少なくとも約８５％、又は少なくとも約９０％又は少なくとも約９５％は、適用されるガス化技術の要件に応じて、約１６，４００ｍｍ^３（１インチ^３）以下の体積であってもよい。

固体回収燃料は、任意に、固体回収燃料の約５重量％以下が、長さが約７５ｍｍより大きい固体回収燃料を含んでもよい。

固体回収燃料は、固体回収燃料の約１５重量％以下が、長さが約８４０μｍよりも小さい固体回収燃料を含んでもよい。

固体回収燃料は、任意に、約１％～約２０％又は約５％～約１５％又は約１０％の平均水分含量を含んでもよい。固体回収燃料は、任意に、約２０％未満、約１５％未満、約１０重量％未満の水分含量を含んでもよい。固体回収燃料は、任意に、最大でも１０重量％の水分含量しか含まなくてもよい。処理量を犠牲にするが、一層高い水分含量が処理され得る一方、一層低い水分含量は、実現することが難かしく、他の操作上の困難さをもたらす（例えば、発火のリスク、又はフィーダーからガス化装置への流動性の負のインパクト）。

固体回収燃料は、任意に、約１重量％未満の塩化物を含んでもよい。合成ガスに塩化物が混入されていることは、非常に望ましくない。

固体回収燃料は、任意に、約１４～約２２ＭＪ／ｋｇの発熱量を含んでもよい。

固体回収燃料が最大量のバイオジェニック含有物を含有していることを確実にすることが商業的に望ましいので、バイオジェニック含有量を分析することが特に重要である。固体回収燃料及びフィードストックの生物炭素含有量は、供給源に応じて異なり得る。

フィードストックのバイオジェニック炭素含有率は、フィードストック中の全炭素含量の重量基準で、約５０％～約８０％、又は約５９％～約７５％、又は約６７％とすることができる。

ＳＲＦのバイオジェニック炭素含有率は、ＳＲＦ中の全炭素含量の重量基準で、約６０％～約８５％、又は約６７％～約８１％、又は約７５％とすることができる。

本発明の別の態様によれば、本発明の第１の態様による方法によって生成する合成ガスが提供される。

生成物の分析及びプロセスパラメータ
フィード、プロセスの段階、及び／又はプロセスの生成物の分析は、任意に、本プロセス全体で連続的に行われてもよい。本発明の発明者らは、フィードストックを固体回収燃料に転換する方法は、一連の連続フィードバックループにおいて、リアルタイム分析フィードバックに応答して制御され得ることを見出した。例えば、ガス化の生成物、及びガス化自体のプロセスは、フィードストックを固体回収燃料に転換する方法のパラメータを制御するために連続的に分析されてもよい。

代替的に、フィード、本方法の段階、及び／又は本方法の生成物の分析は、任意に、不連続な間隔（discreet interval）で、例えば、毎分１回、又は毎時間１回、又は毎日１回、又はいかなる適切な時間間隔で行われてもよい。時間間隔は、任意に、同じであってもよく、又は時間間隔はそれぞれ、任意に、異なってもよい。

固体回収燃料は、任意に、平均粒子サイズ、平均体積、水分含量、発熱量、塩化物の重量％、硫黄の重量％、バイオジェニック含有量、不活性非流動性物質の重量％及び化学組成のうちの１又は２以上を決定するために分析されてもよい。

固体回収燃料が最大量のバイオジェニック含有物を含有していることを確実にすることが商業的に望ましいので、バイオジェニック含有量を分析することが特に重要である。

フィードストック、微細フィード、小型フィード、主要フィード、軽量粗大フィード、中量粗大フィード及び／又は重量粗大フィードのうちの１又は２以上が、任意に、分析されてもよい。

分析からのデータは、任意に、化学組成に関する情報、本方法の操作中の合成ガスの圧力及び／又は温度を含んでもよい。

合成ガスは、Ｈ_２：ＣＯ比、Ｃ_１４／Ｃ_１２比、水分含量、塩化物の重量％及び不活物の重量％のうちの１又は２以上を決定するために、任意に、分析されてもよい。

Ｃ_１４／Ｃ_１２比は、バイオジェニック含有量を測定するために使用することができる。この測定によって、本発明の方法は、例えば、必要な場合、微細物を受け入れずＳＲＦに供給して戻すことによって、このような分析に応答したＦＣＦ操作を調節して、バイオジェニック炭素を最大化することが可能となる。

主要不活物は、通常、ＣＯ_２及び窒素であり、これらは、廃棄物の酸素含有量の変化（例えば、ガス化装置に由来する原料合成ガス中にはＣＯ_２が一層多い）、及びガス化装置の床物質を交換するために、一層多量のＣＯ_２の利用を必要とする異物除去率に反映する。異物除去率が増大する場合、除去プロセスを管理するため、より多量のＣＯ_２が必要であり、このことは、ＣＯ_２の要求量が高いこと、及び合成ガスへの一層多量のＣＯ_２の導入の両方をもたらし、これらは、下流のプロセスの反応条件に深刻にインパクトを与える。

合成ガスの硫黄化合物もまた分析されてもよく、この化合物は、任意に、ＦＣＦに供給して戻され、高い硫黄含有物質となることを目標にしてもよい。

これらのパラメータの各々は、ＦＣＦに対する物品の可能な制御であり、分析フィードバックに応答して、有利なことに、制御及び／又は調節されてもよい。

ガス化の副生物を分析して、任意に、異物の質量流量を決定してもよい。

ガス化反応自体を分析して、任意に、ガス化装置の温度、酸素消費量、異物除去率及び燃料ガス消費量のうちの１又は２以上を決定してもよい。ガス化装置は、任意に、１又は２以上の凝集物検出器を備えて、粘着性物質の形成を分析してもよい。

ステップIII）からの廃水を分析して、任意に、塩化物の重量％及び／又は塩化物の全流量を決定してもよい。

制御され得るステップＩ）のパラメータは、任意に、以下：
ｉ．フィードストックの選択
ii．１番目、２番目及び／又は３番目のスクリーニングの操作（例えば、空気流量及び／又は処理量など）
iii．密度分離器の操作
iv．ベルトドライヤーのベルト速度
ｖ．ベルトドライヤーにおける滞留時間
vi．ベルトドライヤーに供給される熱量
vii．この方法を通してのフィードストックの流量
viii．近赤外走査の間に除去される１又は２以上のプラスチックのタイプ及び量
ix．最終フィードへの微細フィードの添加
ｘ．１又は２以上のフィードの、保管又は廃棄ための排除；及び
xi．微細フィード、小型フィード、主要フィード、軽量粗大フィード、中量粗大フィード及び重量粗大フィードの各々中のフィードストックの量
のうちの１又は２以上を含んでもよい。

フィードストックは、２又は３以上の個別のフィードホッパーシステムから供給され得る。前記ホッパーの１又は２以上は、バイオホッパーであってもよく、前記ホッパーの１又は２以上は、非バイオホッパーであってもよい。前記フィードホッパーシステムからの投入の制御は、合成ガスの特性に影響を及ぼすことがある。合成ガスのＣ_１２／Ｃ_１４比が分析されて、任意に、これを使用して、前記フィードホッパーシステムからの投入を制御してもよい。

フィードストックは、任意に、ごみに由来する燃料、特定の特性を有する固体回収燃料、及び／又は持ち込まれたバイオジェニックに富む物質（例えば、嫌気性消化装置の発酵残渣）のうちの１又は２以上を含むよう選択されてもよい。

本発明の別の態様によれば、本発明の第１の態様による方法をモニタリングするための制御ユニットが提供される。

明確にするために記すと、廃棄物ベースのフィードストックから固体回収燃料及び合成ガスを得るための方法に関する特徴はすべて、適切な場合、本方法によって生成する固体回収燃料、本方法によって生成する合成ガス、本方法によって生成する合成ガスを転換することによって製造される有用な生成物、及び本方法をモニタリングするための制御ユニットにも関し、その逆でもある。

本発明の好ましい実施形態が、添付の図面の図１～３を参照しながら、単なる例として以下に記載されている。

本発明の一実施形態によるフィードストックから固体回収燃料を得る方法を例示する図である。 本発明の一実施形態による方法のステップＩ）及びII）に関与するフィードバックループを例示する図である。 本発明の一実施形態による方法のステップＩ）、II）及びIII）に関与するフィードバックループを例示する図である。

固体回収燃料の生成
図１は、本発明の一実施形態によるフィードストックから固体回収燃料を得る方法を例示する。本方法の開始時に、フィードストック１０１を用意する。フィードストックは、都市固体廃棄物（ＭＳＷ，municipal solid waste）とも呼ばれる、家庭廃棄物、又は混合収集された家庭廃棄物及び商業廃棄物とすることができる。代替的に、フィードストックは、別に収集された商業及び産業廃棄物（Ｃ＆Ｉ）とすることができる。

原料フィードストック１０１は、フィードストック受付領域に送られ、ここで、次に、フィードストックは細断機１０２に搭載される。単一細断機又は複数の細断機が存在してもよく、フィードストック１０１は、前記複数の細断機の間で共有される。フィードストックを２５０ｍｍに細断する。

次に、細断済み物質をトロンメルスクリーニングプロセス１０３に通す。このスクリーニングは、この物質を６０ｍｍよりも大きなサイズ（粗大フィード）を有するフラクション、及び６０ｍｍ未満のサイズを有するフラクション（微細フィード、小型フィード及び主要フィード）に分離する。トロンメルのふるいサイズ（ふるいサイズは、本発明により制御され得るパラメータとして変動することがあり、常に６０ｍｍであるとは限らない）に応じて、２Ｄ物質がトロンメルを通過し、３Ｄ物質は、分離の加工のため、ふるいから除かれる。

大型フラクション（粗大フィードと称する）は、次に、空気の連続ジェットを使用して物質を分離する、ウインドシフター１０５に通される。ウインドシフター１０５は、粗大フィードを重量物質、軽量物質及び中量物質に分離する。重量物質、軽量物質及び中量物質は、それぞれ、重量粗大フィード、軽量粗大フィード及び中量粗大フィードとも称される。

重量物質は、不活物及びガラスからなり、それらは、規格を満たす固体回収燃料を形成するために使用することができないので、この方法から除外される。軽量物質は、紙及びプラスチックから主になる。これらの物質は、鉄磁石１０６及び非鉄磁石１０７の上に通されて、金属除去を最大化する。中量物質は、より重い紙、ボール紙、及びポリ塩化ビニルを含むプラスチックからなる。これらの物質は、鉄磁石１０６及び非鉄磁石１０７の上に通されて、金属除去を最大化する。次に、中量物質は、近赤外スキャナー１０９に通されて、ポリ塩化ビニルをベースとする物質を特定して除去する。代替として又はさらに、近赤外スキャナー１０９は、他のプラスチックを特定して除去することができる。これらのステップの後に、軽量物質及び中量物質が、最終細断機１１０に送られる。

トロンメルスクリーニングプロセス１０３において分離されたより小さなフラクションに、より大きなフラクションとは異なるステップを施す。より小さなフラクション（微細フィード、小型フィード及び主要フィード）は、ダブルデッキフリップフロップふるい（double deck flip flop screen）１０４に通される。このスクリーニングは、物質を約２０ｍｍ～約６０ｍｍのサイズを有するフラクション（主要フィード）、約６ｍｍ～約２０ｍｍのサイズを有するフラクション（小型フィード）、及び約６ｍｍ未満のサイズを有するフラクション（微細フィード）に分離する。どちらのフィードも、鉄磁石１０６及び非鉄磁石１０７の上に通されて、金属除去を最大化する。次に、主要フィードに、密度分離１０８を施して、この方法で排除されるあらゆる残留不活物及びガラスも除去する。これらのステップの後に、小型フィード及び主要フィードは、最終細断機１１０に送られる。

最終細断機１１０に送り込まれるそれらのフィードの全部が、固体回収燃料の必要な規格に準拠する、２５ｍｍのサイズに細断される。次に、細断済み固体回収燃料は、ベルトドライヤー１１１に送られる。ベルトドライヤー１１１への送達前に、フリップフロップふるい１０４において分離された微細フィードの少なくとも一部を細断済み固体回収燃料に添加してもよい。

細断済み固体回収燃料の全部が、単一ベルトドライヤー１１１に送られてもよく、又は複数のベルトドライヤー１１１全体に分配されてもよい。ベルトドライヤー１１１は、固体回収燃料の水分含量を約１０重量％以下まで低減する。

乾燥した固体回収燃料は、ベルトドライヤーを出る際にサンプリングされて、分析される。この固体回収燃料は分析されて、平均粒子サイズ、平均体積、水分含量、発熱量、塩化物の重量％、硫黄の重量％、バイオジェニック含有量、化学組成、砂粒含有量、ガラス含有量及び不活物含有量のうちの１又は２以上を決定する。

残留乾燥固体回収燃料を、ガス化１１２を行うためガス化装置フィードシステム、又は保管若しくは出荷のため梱包１１３のどちらかに送り込まれる。ガス化ステップ１１２に入る、又は梱包１１３のために送られる固体回収燃料は、ある特定の規格を満たす必要があり、この規格は、ガス化ステップ１１２の要件によって主に決まる。

フィードバックループ
図２は、本発明の一実施形態による方法のステップＩ）及びII）に関与するフィードバックループを例示する。例示的なプロセスでは、フィードストック２０１は、燃料転換施設（ＦＣＦ，fuel conversion facility）２０２において、固体回収燃料２０３に転換される。固体回収燃料２０３の少なくとも一部は、ガス化ステップ２０４に送られ、ここで、ガス化されて、合成ガス（シンガス）２０５が生成する。

フィードストックが、燃料転換施設２０２において施され得る２つステップには、ポリ塩化ビニルなどのプラスチックを除去するための近赤外走査２０６、及び固体回収燃料の水分含量を変えるベルトドライヤー２０７が含まれる。フィードストック２０１と近赤外走査２０６との間、及び近赤外走査２０６とベルトドライヤー２０７との間の点線矢印は、他のステップも存在してもよいが、例示されていないことを示している。

図２に例示されているものは、本発明による２つのフィードバックループである。

第１のフィードバックループは、合成ガス２０５と近赤外スキャナー２０６との間に存在する。ガス化２０４の後に、合成ガス２０５は分析されて、Ｈ_２：ＣＯ比が求まる。この比は、ある特定の比が、フィッシャー－トロプッシュ合成などの下流の反応操作に必要となるので、重要である。しかし、廃棄物に由来する混合したフィードストックストリームを取り扱う化学プロセスプラントでは、フィードストックの性質に固有の著しい変動があるので、合成ガス２０５のＨ_２：ＣＯ比は、フィードストック２０１の性質に完全に依存するであろう。結果として、生産サイクルの様々な時間において、異なるフィードストックから生じる、このようなガスの変動する性質のために、合成ガス２０５の下流の加工には、困難が強いられる。合成ガスＨ_２：ＣＯ比の幅広い変動は、選択した下流の反応操作に適合するよう、その比を一貫して効率的に調節する際に問題が生じる。これは、下流の反応の好ましい使用比を超えるＨ_２：ＣＯ比が時々起こるようなフィードストックの変動がある場合に特に該当する。

したがって、この問題に対する解決策を実現するため、合成ガス２０５の分析からのデータを使用して、近赤外スキャナー２０６において、プラスチックなどの高水素寄与廃棄物の除去量を積極的に管理することができる。この結果は、フィードストックの変動を考慮して、Ｈ_２：ＣＯ比を調節することができるということである。これは、下流のプロセスの生成物を分析して上流のプロセスを制御し、影響を与えるという点で、本発明が、燃料転換施設２０２内限定を越えるフィードバックループをどのように有利に使用するかを例示するものである。

第２のフィードバックループは、ガス化ステップ２０４とベルトドライヤー２０７との間に存在する。ガス化ステップ２０４の間の酸素消費量及び燃料ガス消費量は、固体回収燃料２０３の水分含量に依存する。したがって、このステップの間に固体回収燃料から除去される水分量を増加又は低下させるため、酸素消費量及び燃料ガス消費量を分析し、これらを使用して、ベルトドライヤー２０７のパラメータを制御する。このようなパラメータは、ベルトドライヤー２０７のベルト速度、ベルトドライヤー２０７における滞留時間及びベルトドライヤー２０７に供給される熱量を含む。

図３は、本発明の一実施形態による方法のステップＩ）、II）及びIII）に関与するフィードバックループを例示する。例示的な方法では、フィードストック３０１は、燃料転換施設（ＦＣＦ）３０２において、固体回収燃料３０３に転換される。固体回収燃料３０３の少なくとも一部は、ガス化ステップ３０４に送られ、ここで、これは、ガス化されて、合成ガス（シンガス）３０５が生成する。合成ガス３０５の少なくとも一部を浄化し、クリーンな合成ガス３０７及び廃水３０８を生成する。ガス化３０４とガス浄化３０６との間に他のステップが、任意に、存在してもよいが、例示されていない。廃水３０８は、廃棄又は再利用前に、廃水処理ユニット３１１に通される。

フィードストックが、燃料転換施設３０２において施され得るステップの２つには、ポリ塩化ビニルなどのプラスチックを除去するための近赤外走査３０９、及び固体回収燃料の水分含量を低減するベルトドライヤー３１０が含まれる。フィードストック３０１と近赤外走査３０９との間、及び近赤外走査３０９とベルトドライヤー３１０との間の点線矢印は、他のステップも存在してもよいが、例示されていないことを示している。

図３に例示されているものは、本発明による３つのフィードバックループである。

第１のフィードバックループは、合成ガス３０５と近赤外スキャナー３０９との間に存在する。ガス化３０４の後に、合成ガス３０５は分析されて、Ｈ_２：ＣＯ比が求まる。この比は、ある特定の比が、フィッシャー－トロプッシュ合成などの下流の反応操作に必要となるので、重要である。しかし、合成ガス３０５のＨ_２：ＣＯ比は、フィードストック３０１の性質に完全に依存するであろう。したがって、合成ガス３０５の分析の結果に応じて、前記分析からのデータを使用して、近赤外スキャナー３０９において、プラスチックなどの高水素寄与廃棄物の除去量を積極的に管理することができる。

第２のフィードバックループは、ガス化ステップ３０４とベルトドライヤー３１０との間に存在する。ガス化ステップ３０４の間の酸素消費量及び燃料ガス消費量は、固体回収燃料３０３の水分含量に依存する。したがって、このステップの間に固体回収燃料から除去される水分量を増加又は低下させるため、酸素消費量及び燃料ガス消費量を分析し、これらを使用して、ベルトドライヤー３１０のパラメータを制御する。このようなパラメータは、ベルトドライヤー３１０のベルト速度、ベルトドライヤー３１０における滞留時間及びベルトドライヤー３１０に供給される熱量を含む。

第３のフィードバックループは、廃水３０８と近赤外スキャナー３０９との間に存在する。フィードストック３０１中のポリ塩化ビニルなどのポリマーは、塩化物により合成ガス３０５を汚染し、これは、ガス浄化３０６の間に除去されなければならない。結果として、クリーンな合成ガス３０７は、塩化物を実質的に含まず、廃水３０８は、合成ガス３０５から除去された塩化物を含有することがある。この廃水３０８は、廃棄又は可能な再利用前に、廃水処理ユニット３１１に送られる。廃水処理ユニット３１１は、廃水３０８から塩化物を除去するために必要であり、その結果、水は、安全に廃棄又は再利用することができる。必要な処理量は、廃水中に存在する塩化物の量に依存し、これは、ひいては、フィードストック３０１中の塩化物含有物質の量に依存する。したがって、廃水３０８を分析し、塩化物の重量％を求め、前記分析からのデータを使用して、近赤外スキャナー３０９において、フィードストックから高塩化物寄与廃棄物（ポリ塩化ビニルなど）の除去を積極的に管理及び制御する。

一部の例では、異なるフィードバックループの間に、相互作用及び必要なバランスが存在するであろう。例えば、近赤外スキャナー３０９において、プラスチックなどの高水素寄与廃棄物の除去が低減されると、Ｈ_２：ＣＯ比及び合成ガス３０５のエネルギー含量が改善されるであろう。しかし、これは、結果として、廃水３０８の苛性処理の必要性が増大する。したがって、関連制御パラメータに関して動的最適値が存在する可能性がある。

本発明によるさらに例示的なフィードバックループは、フィードストックの単位質量あたりの、ガス化装置に投入された熱を分析してモニタリングすることによって、固体回収燃料の発熱量を制御する点にある。低い発熱量は、ベルトドライヤー３１０における水分含量の除去量の増加及び／又はプラスチックなどのより高い発熱量物質の付加（言い換えると、近赤外走査３０９の間に、少ない量のプラスチックしか除去されない）により修正され得る。一方、予期されるよりも高い発熱量は、ベルトドライヤー３１０における水分含量の除去量の低下（こうして、固体回収燃料は、修正前よりも高い水分含量を有する）及び／又はプラスチックなどのより高い発熱量物質の除去（言い換えると、近赤外走査３０９の間に、一層多い量のプラスチックが除去される）により修正され得る。

本発明によりさらに例示的なフィードバックループは、固体回収燃料中の反応性ハロゲン化物の量を分析してモニタリングすることによって、苛性洗浄に必要な苛性ソーダの量に影響を与えることにある。

本発明によるさらに例示的なフィードバックループは、ガス化の副生物を分析し、異物の質量流量を求めること、及び／又はガス化装置における凝集物検出器を使用して、粘着性物質の形成を分析することにある。これらを使用して、鉄金属及び非鉄金属の除去を制御すること、及び／又は主要フィードの密度分離を制御することができる。密度分離効率は、異物除去率に直接、インパクトを与える。異物除去率が増大する場合、除去プロセスを管理するためにより多くのＣＯ_２が必要である。これは、望ましくないことに、ＣＯ_２の要求量が高いこと、及び合成ガスにより多くのＣＯ_２を導入することの両方をもたらし、したがって、下流のプロセスの反応条件に影響する。したがって、異物除去率の分析及び密度分離効率の制御は、合成ガス中のＣＯ_２の量に影響する。

Claims (22)

1. 廃棄物ベースのフィードストックから固体回収燃料及び合成ガスを得るための方法であって、
   Ｉ． 廃棄物の選別、選択、粉砕及び／又はスクリーニングに関連するいくつかのパラメータによって、前記フィードストックを固体回収燃料に転換するステップ、
   II． 適切な反応条件下、前記固体回収燃料の少なくとも一部をガス化して、合成ガス及び副生物を生成するステップ、及び
   III． 任意に、前記合成ガスの少なくとも一部を浄化して、クリーンな合成ガス及び廃水を生成するステップ
   を含み、
   前記固体回収燃料、前記ガス化の合成ガス及び副生物のうちの１又は２以上が、前記方法の操作中に分析されて、ステップII、及び任意にステップIII）における反応条件に影響を与えるよう、前記分析からのデータを使用して、ステップＩ）の１又は２以上のパラメータを制御する、前記方法。
2. データが、方法の操作中の化学組成、合成ガスの圧力及び／又は温度に関する情報を含む、請求項１に記載の方法。
3. 合成ガスを分析し、Ｈ_２：ＣＯ比、Ｃ_１４／Ｃ_１２比、水分含量、塩化物の重量％及び不活物の重量％のうちの１又は２以上を決定する、請求項２に記載の方法。
4. 固体回収燃料を分析し、平均粒子サイズ、平均体積、水分含量、発熱量、塩化物の重量％、硫黄の重量％、バイオジェニック含有量、化学組成、砂粒含有量、ガラス含有量及び不活物含有量のうちの１又は２以上を決定する、請求項１～３のいずれかに記載の方法。
5. ガス化の副生物を分析し、異物の質量流量を決定する、請求項１～４のいずれかに記載の方法。
6. 廃水を分析し、塩化物の重量％及び／又は塩化物の全流量を決定する、請求項１～５のいずれかに記載の方法。
7. ステップＩ）のパラメータが、
   ａ） 微細フィード、小型フィード、主要フィード及び粗大フィードを含むフィードストックを用意すること、
   ｂ） 前記フィードストックを第１のサイズに細断すること、
   ｃ） 前記フィードストックに１番目のスクリーニングを施し、これによって、前記粗大フィードから前記微細フィード、小型フィード及び主要フィードを分離すること、
   ｄ） 前記微細フィード、小型フィード及び主要フィードに２番目のスクリーニングを施し、これによって、前記微細フィード、前記小型フィード及び前記主要フィードを分離すること、
   ｅ） 前記粗大フィードに３番目のスクリーニングを施し、これによって、前記粗大フィードを軽量粗大フィード、中量粗大フィード及び重量粗大フィードに分離すること、
   ｆ） １又は２以上の磁石の上に、前記小型フィード、前記主要フィード、前記軽量粗大フィード及び／又は前記中量粗大フィードのうちの１又は２以上を運搬し、前記１又は２以上のフィードから鉄金属及び／又は非鉄金属を除去すること、
   ｇ） 前記中量粗大フィードに近赤外走査を行い、１又は２以上のプラスチックを特定して除去すること、
   ｈ） 前記主要フィードに密度分離を施すこと、
   ｉ） 前記小型フィード、前記主要フィード、前記軽量粗大フィード及び前記中量粗大フィードを第２のサイズに細断すること、
   ｊ） 前記小型フィード、前記主要フィード、前記軽量粗大フィード及び前記中量粗大フィードを一緒にして、最終フィードにすること、及び
   ｋ） 任意にベルトドライヤーを使用することによって、前記最終フィードを乾燥し、固体回収燃料を生成すること
   を含む、請求項１～６のいずれかに記載の方法。
8. １番目のスクリーニングがトロンメルふるいである；及び／又は２番目のスクリーニングがフリップフロップふるいである；及び／又は３番目のスクリーニングが、ウインドシフターである、請求項７に記載の方法。
9. 第１のサイズが約２５０ｍｍである、及び／又は第２のサイズが約２５ｍｍである、請求項７又は８に記載の方法。
10. プラスチックが、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボネート及びエラストマーのうちの１又は２以上を含む、請求項７～９のいずれかに記載の方法。
11. 密度分離が、主要フィードからガラス、石及び砂粒などの不活物を除去する、請求項７～１０のいずれかに記載の方法。
12. フィードストック、微細フィード、小型フィード、主要フィード、軽量粗大フィード、中量粗大フィード及び／又は重量粗大フィードのうちの１又は２以上が分析される、請求項７～１１のいずれかに記載の方法。
13. 請求項７～１２のいずれかに記載の方法であって、ステップＩ）のパラメータが、以下：
    ａ） フィードストックの選択
    ｂ） 密度分離器の操作
    ｃ） １番目、２番目及び／又は３番目のスクリーニングの操作
    ｄ） ベルトドライヤーのベルト速度
    ｅ） ベルトドライヤーにおける滞留時間
    ｆ） ベルトドライヤーに供給される熱量
    ｇ） 前記方法を通してのフィードストックの流量
    ｈ） 近赤外走査の間に除去される１又は２以上のプラスチックのタイプ及び量
    ｉ） 最終フィードへの微細フィードの添加
    ｊ） １又は２以上の前記フィードの、保管又は廃棄のための排除；及び
    ｋ） 微細フィード、小型フィード、主要フィード、軽量粗大フィード、中量粗大フィード及び重量粗大フィードの各々中のフィードストックの量
    のうちの１又は２以上をさらに含む、前記方法。
14. 請求項１～１３のいずれかに記載の方法であって、分析が前記方法全体で連続的に行われる、前記方法。
15. フィードストックが、家庭廃棄物、商業廃棄物及び産業廃棄物、並びに混合収集される家庭及び商業廃棄物のうちの１又は２以上を含む、請求項１～１４のいずれかに記載の方法。
16. 少なくとも約９５％の金属がフィードストックから除去される、及び／又は少なくとも約８０％の不活物がフィードストックから除去される、請求項１～１５のいずれかに記載の方法。
17. 固体回収燃料が、以下：
    ａ） 二次元で約２５ｍｍ未満の粒子サイズ
    ｂ） 約１６，４００ｍｍ^３以下の体積を有する、少なくとも約９５重量％の前記固体回収燃料
    ｃ） 長さが約７５ｍｍより大きい、約５重量％以下の前記固体回収燃料
    ｄ） 約８４０μｍよりも小さい、約１５重量％以下の固体回収燃料
    ｅ） 約５％～約１５％又は約１０％の平均水分含量
    ｆ） 約１重量％未満の塩化物、及び
    ｇ） 約１４～約２２ＭＪ／ｋｇの発熱量
    のうちの１又は２以上を含む、請求項１～１６のいずれかに記載の方法。
18. 請求項１～１７のいずれかに記載の方法のステップＩ）によって生成される固体回収燃料。
19. 請求項１～１７のいずれかに記載の方法によって生成される合成ガス。
20. 請求項１９に記載の合成ガスを転換することにより製造される有用な生成物。
21. 液化石油ガス、ナフサ、ディーゼル又は航空燃料である、請求項２０に記載の有用な生成物。
22. 請求項１～１７のいずれかに記載の方法をモニタリングするための制御ユニット。