JP3121555B2 - 不均質廃棄物を処理するための高温反応器の操作法 - Google Patents
不均質廃棄物を処理するための高温反応器の操作法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は廃棄物を処理するた
めの高温反応器の操作法に関し、この方法においては、
たとえば家庭廃棄物および／または産業廃棄物等の廃棄
物を反応器において高温処理に付し、このときガス成分
や液体成分の高温処理だけでなく固体成分の高温処理に
対しても特殊な仕方で整列された酸素ランス（oxygen l
ances）が使用される。
めの高温反応器の操作法に関し、この方法においては、
たとえば家庭廃棄物および／または産業廃棄物等の廃棄
物を反応器において高温処理に付し、このときガス成分
や液体成分の高温処理だけでなく固体成分の高温処理に
対しても特殊な仕方で整列された酸素ランス（oxygen l
ances）が使用される。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】廃棄
物（たとえば、あらゆるタイプの家庭廃棄物および産業
廃棄物）を高温処理するための多くの方法と装置が従来
から知られている。あらゆるタイプの廃棄物をまず最初
に圧縮し、次いでこの時点から全てのさらなる処理工程
（たとえば乾燥、脱気、ガス化、および溶融など）を間
断なく行う方法が、“サーモセレクトプロセス”という
名称で技術者の間で知られている（ＤＥ４１３０４１
６、および文献としてギュンター・ハスラーによる“サ
ーモセレクト、残留廃棄物を環境的に適切な方法で処理
する新しい方法”フェルラーク・カール・ゲーネル，カ
ールスルーエ，１９９５）。
物（たとえば、あらゆるタイプの家庭廃棄物および産業
廃棄物）を高温処理するための多くの方法と装置が従来
から知られている。あらゆるタイプの廃棄物をまず最初
に圧縮し、次いでこの時点から全てのさらなる処理工程
（たとえば乾燥、脱気、ガス化、および溶融など）を間
断なく行う方法が、“サーモセレクトプロセス”という
名称で技術者の間で知られている（ＤＥ４１３０４１
６、および文献としてギュンター・ハスラーによる“サ
ーモセレクト、残留廃棄物を環境的に適切な方法で処理
する新しい方法”フェルラーク・カール・ゲーネル，カ
ールスルーエ，１９９５）。
【０００３】この方法においては、熱的に予備処理した
廃棄物を、取り入れ箇所を介して高温反応器中に連続的
に導入する。熱的に予備処理された廃棄物が、反応器自
体の中でガス透過性の堆積物を形成する。ガス化床の堆
積物に酸素あるいは酸素富化空気を加えることにより、
存在する炭素成分が、ガス化床の中心部において得られ
る２０００℃以上の温度において酸化もしくはガス化さ
れる。生成するＣＯ2は、堆積物の上の調整チャンバー
（moderation chamber）において、すなわち高温反応器
のガス化床よりも上の上部領域において少なくとも１２
００℃の温度で還元され、主としてＣＯを形成する。こ
れらの温度においては、反応の平衡（発生ガスの平衡）
がＣＯのほうに移動する。高温反応器に導入される廃棄
物中の水分により、Ｈ2Ｏ＋Ｃ→ＣＯ＋Ｈ2（水性ガス反
応）という反応が、発生ガス平衡反応と並行して起こ
る。物質および／またはエネルギーに関して極めて経済
的に使用できる合成ガスは、このような温度管理におい
て、主としてＣＯ、Ｈ2、および少量のＣＯ2からなる。
有機汚染物、特に毒性の高いダイオキシンやフランは、
当該温度範囲においてもはや安定ではなく、確実に分解
される。一方、廃棄物の金属成分および／または無機質
成分は下方のバーナー領域で溶融され、高温反応器から
取り出される。
廃棄物を、取り入れ箇所を介して高温反応器中に連続的
に導入する。熱的に予備処理された廃棄物が、反応器自
体の中でガス透過性の堆積物を形成する。ガス化床の堆
積物に酸素あるいは酸素富化空気を加えることにより、
存在する炭素成分が、ガス化床の中心部において得られ
る２０００℃以上の温度において酸化もしくはガス化さ
れる。生成するＣＯ2は、堆積物の上の調整チャンバー
（moderation chamber）において、すなわち高温反応器
のガス化床よりも上の上部領域において少なくとも１２
００℃の温度で還元され、主としてＣＯを形成する。こ
れらの温度においては、反応の平衡（発生ガスの平衡）
がＣＯのほうに移動する。高温反応器に導入される廃棄
物中の水分により、Ｈ2Ｏ＋Ｃ→ＣＯ＋Ｈ2（水性ガス反
応）という反応が、発生ガス平衡反応と並行して起こ
る。物質および／またはエネルギーに関して極めて経済
的に使用できる合成ガスは、このような温度管理におい
て、主としてＣＯ、Ｈ2、および少量のＣＯ2からなる。
有機汚染物、特に毒性の高いダイオキシンやフランは、
当該温度範囲においてもはや安定ではなく、確実に分解
される。一方、廃棄物の金属成分および／または無機質
成分は下方のバーナー領域で溶融され、高温反応器から
取り出される。
【０００４】溶融した無機質成分の均質化のための準備
がなされ、約１６００〜２０００℃の温度範囲での相分
離と同時に金属からの無機質の分離が行われ、次いで溶
融・均質化された無機質成分が水噴射を使用した衝撃冷
却により急冷されて硬化される。独立したガス空間（高
温反応器のガス化床の上の、いわゆる調整チャンバー）
での有機汚染物の分解には、その時点において、各チャ
ンバー領域において正確に定められた温度条件、および
特定の滞留時間（delay times）が必要となる。プロセ
スに悪影響を及ぼす可能性のある特に２つの状態があ
る。第一に、極めて多様な廃棄物組成（特に、高水分含
量）のために、ガス化床の上の滞留チャンバー（delay
chamber）中の合成ガスの温度が一次的に低下すること
があるという状態、そして第二に、ガス化床の上の滞留
チャンバーにおいて層流領域が形成され、これによって
部分的な領域についての合成ガスの滞留時間が短くなる
という状態である。このいわゆるレーン（隘路：lane）
もしくはレーン・スケイン（隘路のもつれ：lane skei
n）は、どんな状況下においても、調整チャンバー中に
形成させてはならない。いずれの場合においても、微量
の汚染物が合成ガス中に残留すること、そして合成ガス
を利用するときにはこの微量の汚染物が放出されること
は避けられない。
がなされ、約１６００〜２０００℃の温度範囲での相分
離と同時に金属からの無機質の分離が行われ、次いで溶
融・均質化された無機質成分が水噴射を使用した衝撃冷
却により急冷されて硬化される。独立したガス空間（高
温反応器のガス化床の上の、いわゆる調整チャンバー）
での有機汚染物の分解には、その時点において、各チャ
ンバー領域において正確に定められた温度条件、および
特定の滞留時間（delay times）が必要となる。プロセ
スに悪影響を及ぼす可能性のある特に２つの状態があ
る。第一に、極めて多様な廃棄物組成（特に、高水分含
量）のために、ガス化床の上の滞留チャンバー（delay
chamber）中の合成ガスの温度が一次的に低下すること
があるという状態、そして第二に、ガス化床の上の滞留
チャンバーにおいて層流領域が形成され、これによって
部分的な領域についての合成ガスの滞留時間が短くなる
という状態である。このいわゆるレーン（隘路：lane）
もしくはレーン・スケイン（隘路のもつれ：lane skei
n）は、どんな状況下においても、調整チャンバー中に
形成させてはならない。いずれの場合においても、微量
の汚染物が合成ガス中に残留すること、そして合成ガス
を利用するときにはこの微量の汚染物が放出されること
は避けられない。
【０００５】ガス化されていない炭素（たとえば微粒子
形態の炭素）が調整チャンバー中の合成ガス中に局在化
するという可能性も指摘しておかなければならず、この
ためガスチャンバー中において二次的なガス化が必要と
なる。
形態の炭素）が調整チャンバー中の合成ガス中に局在化
するという可能性も指摘しておかなければならず、この
ためガスチャンバー中において二次的なガス化が必要と
なる。
【０００６】上記方法の場合、無機質成分を溶融させる
ために特別に設計された酸素ランスを使用する、という
ことが ＤＥ１９５１２２４９.６から公知である。これ
らの酸素ランスには、高い火炎温度と高い燃焼速度を有
する恒常的に燃焼するパイロット炎が、ランスからの酸
素が少なくともほぼ音速にまで加速されるような仕方で
装備されている。これは、溶融を行う上での改良を意図
したものである。しかしながら、高温反応器において生
じる全ての問題点を解決するために、とりわけ堆積物の
上の調整領域におけるプロセス配置構成を最適化するた
めに、取り入れ箇所の下の堆積物の状態を改良するだけ
では不十分である。
ために特別に設計された酸素ランスを使用する、という
ことが ＤＥ１９５１２２４９.６から公知である。これ
らの酸素ランスには、高い火炎温度と高い燃焼速度を有
する恒常的に燃焼するパイロット炎が、ランスからの酸
素が少なくともほぼ音速にまで加速されるような仕方で
装備されている。これは、溶融を行う上での改良を意図
したものである。しかしながら、高温反応器において生
じる全ての問題点を解決するために、とりわけ堆積物の
上の調整領域におけるプロセス配置構成を最適化するた
めに、取り入れ箇所の下の堆積物の状態を改良するだけ
では不十分である。
【０００７】廃棄物の高温処理は、供給される廃棄物の
不均一性のために厳しい要求にさらされる。上記のよう
な酸素ランスでも、この場合には十分な補助手段とは言
えず、したがってこのような高温反応器を操作するため
の最適操作条件は、これらの酸素ランスを使用しても達
成することができない。特に、反応器の上部におけるガ
ス化に関してはそうである。
不均一性のために厳しい要求にさらされる。上記のよう
な酸素ランスでも、この場合には十分な補助手段とは言
えず、したがってこのような高温反応器を操作するため
の最適操作条件は、これらの酸素ランスを使用しても達
成することができない。特に、反応器の上部におけるガ
ス化に関してはそうである。
【０００８】したがって本発明の目的は、上記の方法
を、無機質成分とガス状成分の最適な転化ができるだけ
達成されうるような仕方で開発することにある。
を、無機質成分とガス状成分の最適な転化ができるだけ
達成されうるような仕方で開発することにある。
【０００９】本発明の目的は特に、有機汚染物を含んだ
合成ガスが形成されないようにすること、および無機質
残留物の品質を向上させることにある。
合成ガスが形成されないようにすること、および無機質
残留物の品質を向上させることにある。
【００１０】本発明の目的は、請求項１に記載の特徴に
よって達成される。有利なさらなる拡張は従属請求項に
おいて説明されている。
よって達成される。有利なさらなる拡張は従属請求項に
おいて説明されている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】したがって本発明によれ
ば、ガス化可能な成分の高温ガス化を反応器の上部領域
で行うこと、および無機質成分の溶融または融解を、酸
素ランスを用いて反応器の下部領域で行うことが提供さ
れ、このとき下部領域にある酸素ランスは溶融または融
解した無機質成分の下方への流れを促進するような仕方
で整列されていて、また上部領域においては酸素ランス
はガス化成分の流れの向きに対向していて、このため酸
素の流れによってガス化成分の流れの抑制作用が起こる
ような仕方で整列されている。
ば、ガス化可能な成分の高温ガス化を反応器の上部領域
で行うこと、および無機質成分の溶融または融解を、酸
素ランスを用いて反応器の下部領域で行うことが提供さ
れ、このとき下部領域にある酸素ランスは溶融または融
解した無機質成分の下方への流れを促進するような仕方
で整列されていて、また上部領域においては酸素ランス
はガス化成分の流れの向きに対向していて、このため酸
素の流れによってガス化成分の流れの抑制作用が起こる
ような仕方で整列されている。
【００１２】酸素ランスの組合せは、加熱用ガスの燃焼
に必要な酸素の部分量が酸素ランスを通って流れるよう
に設計するのが好ましい。このようにして、酸素ランス
のノズル（極めて高い温度にさらされる）は、ランスか
らの酸素が必要なくても、この酸素流れによって連続的
に冷却される。このような方策によって、バーナーは、
損傷やＵＶモニター用ガラスの汚染を受けないように保
護され、このとき酸素ランスの内部において高温反応器
の加圧ガスの逆流または拡散が起こらないようにする。
さもなければ、酸素ランスが作動していないときに爆発
性の混合物が形成される。
に必要な酸素の部分量が酸素ランスを通って流れるよう
に設計するのが好ましい。このようにして、酸素ランス
のノズル（極めて高い温度にさらされる）は、ランスか
らの酸素が必要なくても、この酸素流れによって連続的
に冷却される。このような方策によって、バーナーは、
損傷やＵＶモニター用ガラスの汚染を受けないように保
護され、このとき酸素ランスの内部において高温反応器
の加圧ガスの逆流または拡散が起こらないようにする。
さもなければ、酸素ランスが作動していないときに爆発
性の混合物が形成される。
【００１３】反応器の上部領域において、すなわち取り
入れ箇所より上において、酸素ランスがガス化成分の流
れ方向とは反対向きに配置されている、すなわち合成ガ
スの上昇流れの速度が抑制される、という事実により、
調整領域におけるそれらの滞留時間が増大し、したがっ
てさらに導入される炭素成分の二次的なガス化が可能と
なり、また全ての有機汚染物の分解が確実に行われる。
入れ箇所より上において、酸素ランスがガス化成分の流
れ方向とは反対向きに配置されている、すなわち合成ガ
スの上昇流れの速度が抑制される、という事実により、
調整領域におけるそれらの滞留時間が増大し、したがっ
てさらに導入される炭素成分の二次的なガス化が可能と
なり、また全ての有機汚染物の分解が確実に行われる。
【００１４】反応器領域において取り入れ箇所の下の堆
積物内で溶解された無機質成分および金属成分の流れ方
向に配向している酸素ランスは、取り入れ箇所において
成分の所望の分離が行われるのを助け、特に酸素を高い
流速で使用する場合には効果的である。
積物内で溶解された無機質成分および金属成分の流れ方
向に配向している酸素ランスは、取り入れ箇所において
成分の所望の分離が行われるのを助け、特に酸素を高い
流速で使用する場合には効果的である。
【００１５】高温反応器内で堆積物から分離して独立し
て存在するガスチャンバーの形の調整領域に、酸素が、
前述の部分量にて温度制御のもとにさらに導入されると
いう事実により、この調整領域での温度を、合成ガスの
部分燃焼によって完全に一定に保持することができる。
追加の酸素を導入するとさらに、有機汚染物に対するい
わゆる“通路（through roads）”を形成することがあ
る層流領域がもはや生じないような仕方で、高温領域の
ガス流れを乱流にさらす機会が提供される。部分量の酸
素を導入するために軸方向および／または半径方向に傾
斜している複数の酸素ノズルを使用するという簡単なや
り方で、追加の乱流を形成することができる。酸素ラン
スをガス化可能な成分の乱流と組み合わせて使用するこ
とにより、部分的に全くガス化していないか又は不完全
にガス化した成分を同じように同時にガス化させること
ができる。反応器の操作に関して、まだガス化していな
いか又は部分的にのみガス化している成分を、純粋なガ
ス状成分と共に反応器の上部に送り込むことができる、
ということが明らかになった。これらの成分は、本発明
にしたがった酸素ランスの整列によって乱流にさらさ
れ、かき混ぜられ、酸化の形で転化され、そして供給さ
れている酸素ランスによってガス化される。このよう
に、燃焼プロセスがさらに最適化され、全てが合成ガス
の形で形成される方向で進行する。本発明にしたがった
酸素ランスのこの整列によって、部分的にしかガス化し
ていない成分、又はまだ全くガス化していない成分の
“二次的ガス化”が起こるだけでなく、これらの操作条
件下で同時に、ガス化領域に残留している微量の有機汚
染物の分解も起こる、ということが明らかになった。こ
うしたことはさらに、合成ガスの最適な形成にも寄与す
る。高温ガス化のために、少なくとも２つの酸素ランス
を前述の仕方にしたがって整列させる。
て存在するガスチャンバーの形の調整領域に、酸素が、
前述の部分量にて温度制御のもとにさらに導入されると
いう事実により、この調整領域での温度を、合成ガスの
部分燃焼によって完全に一定に保持することができる。
追加の酸素を導入するとさらに、有機汚染物に対するい
わゆる“通路（through roads）”を形成することがあ
る層流領域がもはや生じないような仕方で、高温領域の
ガス流れを乱流にさらす機会が提供される。部分量の酸
素を導入するために軸方向および／または半径方向に傾
斜している複数の酸素ノズルを使用するという簡単なや
り方で、追加の乱流を形成することができる。酸素ラン
スをガス化可能な成分の乱流と組み合わせて使用するこ
とにより、部分的に全くガス化していないか又は不完全
にガス化した成分を同じように同時にガス化させること
ができる。反応器の操作に関して、まだガス化していな
いか又は部分的にのみガス化している成分を、純粋なガ
ス状成分と共に反応器の上部に送り込むことができる、
ということが明らかになった。これらの成分は、本発明
にしたがった酸素ランスの整列によって乱流にさらさ
れ、かき混ぜられ、酸化の形で転化され、そして供給さ
れている酸素ランスによってガス化される。このよう
に、燃焼プロセスがさらに最適化され、全てが合成ガス
の形で形成される方向で進行する。本発明にしたがった
酸素ランスのこの整列によって、部分的にしかガス化し
ていない成分、又はまだ全くガス化していない成分の
“二次的ガス化”が起こるだけでなく、これらの操作条
件下で同時に、ガス化領域に残留している微量の有機汚
染物の分解も起こる、ということが明らかになった。こ
うしたことはさらに、合成ガスの最適な形成にも寄与す
る。高温ガス化のために、少なくとも２つの酸素ランス
を前述の仕方にしたがって整列させる。
【００１６】当然のことながら、２つより多い酸素ラン
スを供給することもできる。複数の酸素ランスが前述の
整列とは異なった整列を有していてもよい。すなわち、
酸素ランスを１つの平面内に配置する必要はなく、むし
ろガス化領域において空間的に分布していてもよい。
スを供給することもできる。複数の酸素ランスが前述の
整列とは異なった整列を有していてもよい。すなわち、
酸素ランスを１つの平面内に配置する必要はなく、むし
ろガス化領域において空間的に分布していてもよい。
【００１７】少なくとも１つの恒常的に燃焼する調節可
能なパイロット炎を有する酸素ランスを使用すれば、い
かなる場合においても、汚染物の除去に必要な温度を、
他のパラメーターとは関係なく維持することができる。
能なパイロット炎を有する酸素ランスを使用すれば、い
かなる場合においても、汚染物の除去に必要な温度を、
他のパラメーターとは関係なく維持することができる。
【００１８】これらの酸素ランスは、プロセスで発生す
る合成ガスと共に、あるいはさらには外部から供給され
る燃料と共に化学量論的に操作するのが好ましく、これ
によって酸素ランスを、個々の高温処理に必要な最低温
度に調節することができる。高温ガス化のために、取り
入れ箇所より上の反応器の空間を１０００℃より高い温
度に維持する。反応器のこの空間の寸法は、有機化合物
の新たな形成（合成ガスの緩慢な冷却工程の間の再結合
反応によるダイオキシンやフランのようなさらなる有機
化合物の形成、すなわちデノボ合成）を避けるために合
成ガスが水噴射等によって衝撃的に急冷されるまでの
間、平衡状態が設定されるのに十分な滞留時間が反応器
出口までにわたって確保されるような寸法である。
る合成ガスと共に、あるいはさらには外部から供給され
る燃料と共に化学量論的に操作するのが好ましく、これ
によって酸素ランスを、個々の高温処理に必要な最低温
度に調節することができる。高温ガス化のために、取り
入れ箇所より上の反応器の空間を１０００℃より高い温
度に維持する。反応器のこの空間の寸法は、有機化合物
の新たな形成（合成ガスの緩慢な冷却工程の間の再結合
反応によるダイオキシンやフランのようなさらなる有機
化合物の形成、すなわちデノボ合成）を避けるために合
成ガスが水噴射等によって衝撃的に急冷されるまでの
間、平衡状態が設定されるのに十分な滞留時間が反応器
出口までにわたって確保されるような寸法である。
【００１９】下部領域すなわち無機質成分の融解または
溶融のための領域における酸素ランスは、本発明にした
がって、流出溶融物の流れを促進するような仕方で整列
させる。すなわち、酸素ランスの向きを溶融物の流れの
方向と同じにする。さらに、本発明によれば、少なくと
も２つの酸素ランスをこの方向に整列させることが必要
である。この場合、複数の酸素ランスを、楕円形の反応
器の底部の輪郭に従うように設置するのが好ましい。こ
の目的のために使用される酸素ランスは、ＤＥ１９５１
２２４９.６によって知られている酸素ランスに実質的
に対応している。したがって、該特許の開示内容を参照
されたい。極めて重要なファクターは、ランスの酸素が
少なくともほぼ音速にまで加速されるということであ
り、したがってランスの酸素は、融解もしくは溶融させ
ようとする無機質成分中に、十分な圧力を有した状態で
入り込むことができる。高速であることにより、酸素ラ
ンスの詰まりも防げる。この高温処理は、２０００℃未
満の温度で行うのが好ましい。
溶融のための領域における酸素ランスは、本発明にした
がって、流出溶融物の流れを促進するような仕方で整列
させる。すなわち、酸素ランスの向きを溶融物の流れの
方向と同じにする。さらに、本発明によれば、少なくと
も２つの酸素ランスをこの方向に整列させることが必要
である。この場合、複数の酸素ランスを、楕円形の反応
器の底部の輪郭に従うように設置するのが好ましい。こ
の目的のために使用される酸素ランスは、ＤＥ１９５１
２２４９.６によって知られている酸素ランスに実質的
に対応している。したがって、該特許の開示内容を参照
されたい。極めて重要なファクターは、ランスの酸素が
少なくともほぼ音速にまで加速されるということであ
り、したがってランスの酸素は、融解もしくは溶融させ
ようとする無機質成分中に、十分な圧力を有した状態で
入り込むことができる。高速であることにより、酸素ラ
ンスの詰まりも防げる。この高温処理は、２０００℃未
満の温度で行うのが好ましい。
【００２０】さらなる展開においては、上記の酸素ラン
スに加えて、融解および溶融領域において均質化のため
の追加のバーナーを配置させるという手段がある。本発
明による方法においては、融解した無機質成分のほぼ完
全な均質化が達成されるように均質化領域の寸法、すな
わち均質化領域の内径と高さを設定する。さらに、反応
器の均質化部分の出口端に追加のバーナーを配置しても
よく、このときバーナーには、必ずしも酸素ランスが取
り付けられている必要はないが、前述したタイプのバー
ナーであってもよい。これらのバーナーは、流出溶融物
の流れ方向とは反対の方向に整列するように配置され
る。これにより、存在しているいかなる固体凝集物も、
整列したバーナーによって強制的に戻されるか、あるい
は流れが妨げられ、このためこれらの残留固体凝集物の
融解を達成するための、したがってさらには均質化を達
成するための十分に長い滞留時間が存在することにな
る。したがって本発明によれば、水噴射によって硬化さ
せるための溶融物の衝撃型冷却すなわち急冷は、前述の
方法において、溶融物の完全な均質化が起こったときに
のみ行われる。
スに加えて、融解および溶融領域において均質化のため
の追加のバーナーを配置させるという手段がある。本発
明による方法においては、融解した無機質成分のほぼ完
全な均質化が達成されるように均質化領域の寸法、すな
わち均質化領域の内径と高さを設定する。さらに、反応
器の均質化部分の出口端に追加のバーナーを配置しても
よく、このときバーナーには、必ずしも酸素ランスが取
り付けられている必要はないが、前述したタイプのバー
ナーであってもよい。これらのバーナーは、流出溶融物
の流れ方向とは反対の方向に整列するように配置され
る。これにより、存在しているいかなる固体凝集物も、
整列したバーナーによって強制的に戻されるか、あるい
は流れが妨げられ、このためこれらの残留固体凝集物の
融解を達成するための、したがってさらには均質化を達
成するための十分に長い滞留時間が存在することにな
る。したがって本発明によれば、水噴射によって硬化さ
せるための溶融物の衝撃型冷却すなわち急冷は、前述の
方法において、溶融物の完全な均質化が起こったときに
のみ行われる。
【００２１】少なくとも１つのバーナーが、溶融物均質
化領域において化学量論量より少ない仕方で（すなわ
ち、過剰量の酸素を使用して）操作される場合、均質化
は酸化性雰囲気で行われる。このようにして二次的酸化
によって、溶融した無機質の安定性が向上する。
化領域において化学量論量より少ない仕方で（すなわ
ち、過剰量の酸素を使用して）操作される場合、均質化
は酸化性雰囲気で行われる。このようにして二次的酸化
によって、溶融した無機質の安定性が向上する。
【００２２】本発明による方法においては、酸素ランス
への酸素の供給、および／またはパイロット炎への燃料
の供給は、廃棄物の発熱量に応じて、それぞれの場合に
おいてほぼ一定の合成ガス組成および／または合成ガス
量が得られるような仕方で調節する。こうした手順によ
り、反応器の入口開口を介して供給される廃棄物の発熱
量の違いが補償される。従来技術の場合がそうであるよ
うに、本発明による方法も不均一廃棄物から行われる。
しかしながら、不均一廃棄物の発熱量は大きく異なる。
ある廃棄物は多種類の有機質成分を含有し、したがって
高い発熱量を有するし、あるいはある廃棄物はより多く
の無機質成分または水分を含有し、したがってより低い
発熱量を有する。本発明にしたがった方法においては、
合成ガスの出口側において合成ガス混合物の組成を個々
に決定し、そして酸素ランスへの酸素供給量を発熱量に
応じて調節する、すなわち、一定の合成ガス組成がガス
出口において達成されるような仕方で酸素ランスが操作
される。
への酸素の供給、および／またはパイロット炎への燃料
の供給は、廃棄物の発熱量に応じて、それぞれの場合に
おいてほぼ一定の合成ガス組成および／または合成ガス
量が得られるような仕方で調節する。こうした手順によ
り、反応器の入口開口を介して供給される廃棄物の発熱
量の違いが補償される。従来技術の場合がそうであるよ
うに、本発明による方法も不均一廃棄物から行われる。
しかしながら、不均一廃棄物の発熱量は大きく異なる。
ある廃棄物は多種類の有機質成分を含有し、したがって
高い発熱量を有するし、あるいはある廃棄物はより多く
の無機質成分または水分を含有し、したがってより低い
発熱量を有する。本発明にしたがった方法においては、
合成ガスの出口側において合成ガス混合物の組成を個々
に決定し、そして酸素ランスへの酸素供給量を発熱量に
応じて調節する、すなわち、一定の合成ガス組成がガス
出口において達成されるような仕方で酸素ランスが操作
される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 591035988 Ｍｅｉｅｒｈｏｆｓｔｒ．２，ＦＬ− 9490 Ｖａｄｕｚ，Ｌｉｅｃｈｔｅｎｓ ｔｅｉｎ (56)参考文献 特開 昭61−291089（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−330321（ＪＰ，Ａ) 特表 平３−503443（ＪＰ，Ａ) 特表 平９−506424（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B09B 3/00 F23G 5/14 F23L 7/00
Claims (13)
- 【請求項１】 産業廃棄物、特殊廃棄物、及び家庭廃棄
物等の不均質廃棄物を処理するための高温反応器の操作
法であって、 廃棄物を必要に応じて熱的に予備処理および／または圧
縮して、取り入れ箇所を介して前記高温反応器中に導入
し、廃棄物が取り入れ箇所の下でゆるく積み重なったガ
ス化床を形成し、無機質成分または有機成分を酸素によ
り処理して融解もしくはガス化状態および均質化状態に
し、そして合成ガスを形成させて安定化させるために、
前記取り入れ箇所よりも上で供給酸素を使用してガス状
ガス化生成物を高温処理する、という方法において、 このとき、前記高温反応器内での前記高温処理のために
水冷酸素ランスが使用され、少なくとも２つの酸素ラン
スが、融解もしくは溶融した廃棄物の流れを促進するよ
うな仕方で前記取り入れ箇所の下に配置されていて、そ
して少なくとも２つの酸素ランスが、上昇するガス成分
の流れを阻害するような仕方で前記取り入れ箇所の上に
配置されていることを特徴とする前記操作法。 - 【請求項２】 高温反応器内での合成ガスの滞留領域と
しての独立したガス空間中に、温度制御下の酸素を、そ
の酸素による合成ガスの部分燃焼によりガス化床の上の
温度が１０００℃以上で一定に維持されるような量で導
入し、そして前記酸素の導入を、ガス中に乱流を形成さ
せることによりレーンやスケインを形成させないように
してそれによって全体として均質のガス混合物が確実に
得られるような形で行うことを特徴とする、請求項１に
記載の操作法。 - 【請求項３】 熱的プロセスに対する最小限必要な温度
を維持するために、前記プロセスで発生する合成ガスお
よび／または外部からの供給燃料によって化学量論的に
作動される少なくとも１つの恒常的に燃焼するパイロッ
ト炎を有する酸素ランスを使用することによって、追加
の熱が高温反応器に供給されることを特徴とする、請求
項１または２に記載の操作法。 - 【請求項４】 部分的に全くガス化されなかった成分、
あるいは部分的に不完全にガス化された成分の完全なガ
ス化が達成されるような仕方で酸素ランスが操作される
こと、および／または残留している微量の有機汚染物が
ガス化プロセスから熱分解除去されることを特徴とす
る、請求項１〜３項の少なくとも一項に記載の操作法。 - 【請求項５】 合成ガスを形成させるための前記高温処
理が１０００℃を超える温度で行われることを特徴とす
る、請求項４に記載の操作法。 - 【請求項６】 取り入れ箇所の下に配置された酸素ラン
スからの酸素が少なくともほぼ音速にまで加速されるこ
とを特徴とする、請求項１〜５の少なくとも一項に記載
の操作法。 - 【請求項７】 たとえランスからの酸素が不必要な場合
であっても、酸素ランスのノズルが酸素流れによって冷
却され、そして汚染を受けないよう、燃焼酸素の部分量
が酸素ランスを通して連続的に流れることを特徴とす
る、請求項１〜６の少なくとも一項に記載の操作法。 - 【請求項８】 合成ガスを形成させるための前記高温処
理が最高１６００℃までの温度で行われることを特徴と
する、請求項７に記載の操作法。 - 【請求項９】 前記取り入れ箇所の上の高温反応器内の
領域が、有機化合物のさらなる形成を防止するために合
成ガスが急冷される前に、ガス出口の前でその合成ガス
が形成される反応の平衡状態が設定されるのに十分な滞
留時間が残っているような大きさの寸法であることを特
徴とする、請求項１〜８の少なくとも一項に記載の操作
法。 - 【請求項１０】 無機質成分の溶融体が冷却されて硬化
する前に、溶融体の全体的な相分離と均質化を可能にす
るような寸法の均質化領域が反応器の出口端に形成され
るように、反応器の取り入れ箇所の下での設計が行われ
ていることを特徴とする、請求項１〜９の少なくとも一
項に記載の操作法。 - 【請求項１１】 均質化領域の温度が少なくとも１つの
追加バーナーによって１５００℃よりも高く維持され、
このとき少なくとも１つのバーナーが、その炎が流出溶
融体の流れ方向とは反対方向に向けられるように整列さ
れていることを特徴とする、請求項１０に記載の操作
法。 - 【請求項１２】 均質化領域に酸化性雰囲気が得られる
ように、その炎が過剰量の酸素を使用して操作される少
なくとも１つのバーナーが使用されることを特徴とす
る、請求項１１に記載の操作法。 - 【請求項１３】 酸素ランスへの酸素供給量が、ほぼ一
定の量と組成の合成ガスが得られるように調節されるこ
とを特徴とする、請求項１〜１２の少なくとも一項に記
載の操作法。
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|---|---|---|---|
| DE19605810.4 | 1996-02-16 | ||
| DE19605810 | 1996-02-16 | ||
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| DE19637195A DE19637195C2 (de) | 1996-02-16 | 1996-09-12 | Verfahren zum Betreiben eines Hochtemperaturreaktors zur Behandlung von Entsorgungsgütern |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09314100A JPH09314100A (ja) | 1997-12-09 |
| JP3121555B2 true JP3121555B2 (ja) | 2001-01-09 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09031736A Expired - Fee Related JP3121555B2 (ja) | 1996-02-16 | 1997-02-17 | 不均質廃棄物を処理するための高温反応器の操作法 |
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|---|---|
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| JP (1) | JP3121555B2 (ja) |
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| CA (1) | CA2196649C (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE19949142C1 (de) * | 1999-10-12 | 2001-05-10 | Thermoselect Ag Vaduz | Verfahren und Vorrichtung zur Entsorgung und Nutzbarmachung von Abfallgütern |
| DE10004138C2 (de) * | 2000-01-31 | 2002-05-16 | Thermoselect Ag Vaduz | Verfahren und Vorrichtung zur Entsorgung und Verwertung von Abfallgütern |
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| HUP0800209A2 (en) | 2008-04-02 | 2009-12-28 | Ivan Dr Raisz | Syngas made of organic wasts, method for formation of it |
| PL2158978T3 (pl) * | 2008-08-26 | 2012-10-31 | Litesso Anstalt | Sposób przetwarzania cząstek stałych |
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| CN104341322B (zh) * | 2013-07-30 | 2016-08-24 | 热选择有限公司 | 由具有任何组成的废弃物，优选家庭废弃物，制备尿素的方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| DE3031680A1 (de) * | 1980-08-22 | 1982-03-11 | Klöckner-Werke AG, 4100 Duisburg | Verfahren zur gaserzeugung |
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- 1997-02-03 CA CA002196649A patent/CA2196649C/en not_active Expired - Lifetime
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| CN1143982C (zh) | 2004-03-31 |
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