JP4754767B2 - 炭化水素を含有する廃棄物の処理方法及び装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、炭化水素を含有する廃棄物、特に圧延スケールスラリー及び／又は研削スラリーの処理方法及び装置に関する。廃棄物は、熱を間接的に供給することによって乾燥装置内で加熱され、好ましくは攪拌される。本方法において炭化水素は、適切な場合は他の揮発性の成分、特にＨ₂Ｏと一緒に除去される。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
炭化水素（有機化合物）で汚染された廃棄物、特に例えば研削スラリー又は圧延スケールのような固形物及びスラリーは、おびただしい数の製造過程で生み出されるが、例えば油で汚染された地面のような自然環境に望まずして炭化水素が流出することでも生み出される。
【０００３】
スケール、特に圧延スケールは、鋼の製造工程、特に圧延ミルでスラブが変形している間に生み出される。その上、このスケールはまた、連続的な鋳造プラントを稼動している間にも形成される。
【０００４】
このスケールは、処理媒体、特にグリス及び油、好ましくは摩擦低減添加物として使用されるようなものによって汚染され、これまで再利用をとりわけ困難に、あるいは完全に不可能にしてきた。
【０００５】
これら廃棄物を再加工する上で利用できる効率的で安価な方法が未だにないので、炭化水素で汚染された廃棄物は環境にとって深刻な問題である。
【０００６】
炭化水素で汚染された廃棄物を処理する様々な方法は従来技術において公知となっている。
【０００７】
例として、上述の特にスケール、油、グリス及び水の混合物のような圧延スケールスラリーを再利用するための様々な方法は知られている。これらの方法において、冶金プラント又は圧延ミルを廃液処理している間に生み出される圧延スケールは、特別の方法及び装置を用いて利用できるよう構成されている。
【０００８】
開示されている欧州特許出願公開第０３７３５７７号明細書には、有機物を有する浄化スラッジ（clarification sludge）又は産業スラリーを処理するための２段階のプロセス及び装置が記述されている。前述の転換プロセスの一部として、スラッジ及びスラリーは、間接的に加熱された連続コンベヤーの内部に搬送され、高揮発性成分が除去されると同時に加熱される。次の第２段階は、揮発性成分の残りを固形生成物から吐出させるために、転換温度で滞留させる時間を含む。実際問題として、既述の方法及び装置が炭化水素を吐出するためにスラッジ又はスラリーを比較的高い温度まで加熱することを要求するので、この方法は比較的非効率的であることがわかっている。したがって、この種のプラントを経済的に稼動することは不可能である。
【０００９】
刊行物である独国特許出願公開第１９７１５８３９号明細書には、スラリーを２段階で処理する、油含有及び水含有圧延スケールスラリーを洗浄するための方法及び装置について記述されている。第１ステップでは、スラリーを加熱することによって水が蒸発させられる。第２ステップでは、炭化水素を蒸発させるために、高められた温度で乾燥したスラリーが真空処理される。実際問題として、特に炭化水素を蒸発させるために必要とされる真空度を生み出すには取付及び稼動コストが高額となるので、この装置は比較的非効率的であることがわかっている。
【００１０】
その上、２段階の処理は概して、装置及び制御工学に高額のコストがかかるという特徴がある。
【００１１】
刊行物であるオーストリア国特許第４００５７９号明細書には、例えば油又はグリスのような有機化学汚染物（organic chemical contaminant）を含有する物質を利用するための単一段階の処理について記述されている。この有機化学汚染物質は、場合によっては湿っており、例えばスケール又は切屑（chip）のような金属を含む。単一段階の処理では、この物質は、間接加熱により還元雰囲気中で、最も高い沸点を有する有機汚染物の分留沸点以上まで加熱され、そしてこの処理では、凝縮を回避するために、「非酸化キャリヤーガス（non-oxidizing carrier gas）」を用いてパージされる。実際問題として、この方法は同様に非経済的であることがわかっている。
刊行物である欧州特許出願公開第０８９１７９９号明細書は、脂肪族の物質から油を除去するための方法及び装置に関するものである。しかしながら、実際にはこの方法は非能率的であることがわかっている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
したがって、この発明は、従来技術の欠点を克服し、かつ請求項１の前段に係る単純かつ経済的な方法と、請求項１７の前段に係る前記方法を実施するための適切な装置とを発展させるという目的に基づいている。
【００１３】
本発明の方法によれば、この目的は、請求項１の特徴部分で述べられているようにして達成され、本発明の装置によれば、本目的は、請求項１７の特徴部分で述べられているようにして達成される。
【００１４】
低揮発性の炭化水素から高揮発性の炭化水素へ、特に高分子量の炭化水素から低分子量の炭化水素へ、特に選択的な酸化により分解する化学的手段及び／又は放射手段によって炭化水素を分解すると、低温においてさえ効率的に廃棄物から炭化水素を除去することができる。
【００１５】
その上、本発明に係る方法は、廃棄物の間接的な加熱が利用されるという事実によって特徴づけられる。
【００１６】
従来技術では、採算の取れる処理時間を達成するために、特に大きなスケールのプラントでは利用されるのは主として直接的な加熱であり、例えば乾燥装置のベッセル壁を介する間接的な加熱は、炎及び熱ガスによる直接加熱とは違い、間接加熱の間、熱が熱伝導を介してのみ生じるという経済上の理由から除外されている。乾燥装置内で稼動温度に到達するのは同様にゆっくりした過程である。
【００１７】
しかしながら、特に環境を考慮すると間接加熱が特に好都合なので、乾燥装置内の処理温度はしたがって、本発明に係る方法の好ましい実施形態によって提案されるように、低レベルに保たれる。このようにして、加熱するのに必要とされる時間は、特に冷たい乾燥装置を始動するとき、最小限とすることができる。
【００１８】
炭化水素を分解するために化学的手段及び／又は放射手段を利用すると、炭化水素の平均蒸発温度が減少し、かくして特に主だった低い処理温度において洗浄作用が著しく促進する。
【００１９】
従来技術と比較して本方法における経済上の実施可能性が増大しているのは、加熱エネルギーの消費はより少なくが、処理時間がより短くかつ稼動温度が最低限となっていることで処理装置がより小さくより安価となるからである。
【００２０】
好ましくは廃棄物は、迅速かつ均一な加熱を確保するために、攪拌されながら加熱される。
【００２１】
本発明に係る方法の好ましい実施形態によれば、ベッセル内における固形物及び／又はスラリーの攪拌は、ベッセルの移動によって、例えばベッセルの回転によって、及び／又はベッセル内の装置の移動によって、例えばツールの回転によって達成される。
【００２２】
本発明の様々な実施形態によれば、本処理を大気圧で、超過気圧で又は減圧下で行うことができる。超過気圧で処理する場合には、例として乾燥装置から排出ガスを抽出するためのファンが実施される。本処理を超過気圧又は減圧下で行う場合には、材料の入口及び材料の出口はガス漏れしないよう構成されているのが好都合である。
【００２３】
本発明の特定の実施形態によれば、炭化水素は４００℃の温度で分解される。
【００２４】
本発明に係る方法の他の実施形態によれば、加熱媒体については３５０℃、特に３００℃という最大温度が乾燥装置内で確立される。
【００２５】
本発明に係る方法のさらに特定の形態によれば、乾燥装置は、廃棄物を基準にして４０℃から３５０℃、３００℃、好ましくは４００℃まで、特に８０℃から２５０℃までの範囲、特に好ましくは１２０℃から２００℃までの範囲（１atmでの値）の圧力に依存する内部温度、又は他の圧力条件に対応する温度で稼動する。
【００２６】
しかしながら、処理すべき廃棄物の組成に応じて、投入材料を基準にして１３０〜２５０℃までの圧力に依存する温度で、特に好ましくは１４０〜１８０℃の温度（１atmの圧力で）で処理を実施することは大いに可能である。
【００２７】
同時に、投入材料をしばらくの間、特に局所的に処理温度以上まで加熱するという可能性を排除するのは不可能である。
【００２８】
本発明の特定の実施形態によれば、熱は、ベッセル壁を介して、及び／又は加熱された可動部を介して、及び／又は例えばマイクロ波を介するような放射手段によって間接的に供給される。
【００２９】
本発明に係る方法の一実施形態によれば、加熱ガスは乾燥ベッセル、特に乾燥ベッセルの処理チャンバに案内されず、かつ抽出すべきガスの体積は非常に小さいので、抽出されたガスに必要な処理を施すための出費は最小限となる。
【００３０】
加熱容量と、間接加熱の可能なさらなる実施形態に係る乾燥装置内のガス雰囲気の組成とを独立して調整することもまた好都合である。
【００３１】
本発明に係る方法の他の特定の実施形態によれば、酸素、特に酸素／不活性ガス混合気体又は酸素富化空気、及び／又は固体状及び／又は液体状及び／又は気体状の過酸化物／超酸化物、好ましくは過酸化水素、及び／又はオゾン及び／又は触媒が、炭化水素を分解するための例えば選択的な酸化による化学的手段として用いられる。
【００３２】
しかしながら、他のもの、特に酸素含有混合ガス又は物質を用いることもできる。
【００３３】
本発明の様々な実施形態によれば、酸素は、例えば技術等級（technical grade）の酸素として又は混合ガスの成分として、特に空気の形態で、所定の方法により提供及び／又は供給される。加えて、固形物を吸着及び／又は吸収することによって、液体の形で又は酸素放出化合物の形で酸素を供給することは想像できる。廃棄物の処理を実施するために酸素キャリヤー、特に技術等級の酸素を乾燥装置へ供給するに当たっては、調整して供給することが好ましい。
【００３４】
本発明のさらなる実施形態によれば、気体状及び／又は液体状及び／又は固体状の過酸化物／超酸化物、好ましくは過酸化水素、及び／又はオゾンが専ら又は付加的に化学的手段（chemical means）として用いられる。
【００３５】
本発明に係る方法の一つの好ましい実施形態によれば、廃棄物に含まれている水蒸気が蒸発することで、（水蒸気の）炭化水素の蒸発が助けられる。特に酸素含有酸化剤を添加すると、複数の酸素含有属（oxygen-containing group）が炭化水素分子を形成し、その結果、炭化水素の疎水性が減少する。これにより、炭化水素の蒸発に対して好都合な影響がもたらされ、その結果、炭化水素の蒸発をさらに促進することができる。
【００３６】
本発明に係る方法のさらに特定の実施形態によれば、触媒を使用することによって炭化水素の分解反応が促進される。この触媒はその組成に依存して、微細物質として案内され得、次いで好ましくは油が除去された物質内に留まり得、又は比較的大きな断片の形態でベッセルに案内され得る。この場合、これら断片は、次いで油が除去された物質から分離され、かつ再利用される。再利用される前に、触媒の種類に応じて活動を活発にするために触媒を処理することも可能である。
【００３７】
本発明に係る方法のさらなる実施形態によれば、炭化水素の分解によって、例えば発熱酸化を介して付加的な加熱が生成され、これにより廃棄物において直接活性状態となり、かくして廃棄物は内部から加熱される。このようにして、投入材料の加熱及び内部加熱を改善することができ、かつ処理を促進することができる。
【００３８】
酸化剤を添加すると、例えば炭化水素の少なくとも部分的な分解、特に酸化が起こり、順次蒸発温度の低下、それゆえに炭化水素のより急速な蒸発が起こる。
【００３９】
本発明の付加的な特徴によれば、残りの揮発性成分を吐出するために、好ましくは乾燥空気を基準にして酸素の体積が２０．８％よりも大きい酸素レベルを有し、好ましくは乾燥空気を基準にして酸素の体積が２５％から５０％の酸素レベルを有する雰囲気中で少なくとも部分的に廃棄物、特に固形物及び／又はスラリーの加熱が行われるという事実は、従来技術と比較して著しくより迅速に含まれている炭化水素の大部分が廃棄物から除去されるということを意味する。酸素は特定の方法で廃棄物に含まれている炭化水素に作用し、このようにして反応温度が減少し、炭化水素がより迅速に蒸発する。
【００４０】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、本処理は、好ましくは乾燥空気を基準にして酸素の体積が２２％又は２７％より大きい酸素レベルを有する雰囲気中で実施される。適切な操作手順を踏まえると、提案された方法は特に経済的であることがわかっている。
【００４１】
廃棄物がまた例えば金属マグネシウムのような急速に酸化され易い物質を含む場合には、粒子の大きさに依存して、酸化反応速度（oxidation kinetics）を制限するために、酸素含有量を２０．８％以下に設定する必要があるだろう。この場合、炭化水素の分解を助けるために放射作用が好都合に用いられる。
【００４２】
本発明に係る方法の特に好ましい実施形態によれば、炭化水素を分解するための放射手段として特にＵＶ放射形式の高エネルギー放射が乾燥装置に案内される。このようにして、炭化水素の分解反応を促進することが可能となる。
【００４３】
本発明に係る方法の特に好ましい実施形態によれば、炭化水素の分解、例えば高エネルギー放射による化学結合の分断により、付加的な熱が生成され、この熱は廃棄物に直接作用し、このようにして内部から廃棄物を加熱する。このようにして、投入材料の加熱及び内部加温を改善し、かつ処理過程を促進することができる。
【００４４】
本発明に係る方法の付加的な特徴によれば、廃棄物は処理に先立ち、機械的に脱水され、及び／又は化学的及び／又は熱的に予備乾燥される。
【００４５】
脱水又は予備乾燥によって廃棄物、特に圧延スケールスラリーから大部分の水を除去するだけで、炭化水素を除去するためのスループット又は処理時間が著しく減少する。
【００４６】
本発明のさらなる実施形態によれば、廃棄物のＨ₂Ｏ成分の少なくとも一部は、生石灰を添加することによって取除くことができ、添加される生石灰の量は、反応を鈍らせる石灰の化学量論比と好ましくは一致するか、又はそれより低いかである。
【００４７】
生石灰の反応により熱が発生し、かくして廃棄物の加熱が著しく促進される。その上、石灰の添加は、例えば焼結プラント又は塊状集積プロセスにおける廃棄物のさらなる処理にとって特に好都合であることがわかっている。特に塊状（例えば粒状、練炭状）にしている間、付加的な結合剤の使用を少なくとも部分的に排除することがこのようにして可能となる。経験的に、付加的な結合剤のない塊状物は、５重量％以上のＣａＯが加えられた場合に可能であることが示されている。最後に、従来時術から当業者にすでに公知となっているように、ＣＯ₂（石灰石の形状）を用いて塊状物を硬化させることが可能である。
【００４８】
本発明の様々な実施形態によれば、標準圧力（１atm）及び超過気圧又は減圧下の両方で予備乾燥及び／又は処理をすることができる。
【００４９】
本発明の特定の実施形態によれば、乾燥装置は予熱熱乾燥の間、特に間接的に加熱され、次いで、固形物及び／又はスラリーを基準にして例えば４０℃から２００℃、特に９０℃から１１０℃、特に好ましくは約１０５℃（１atm）の圧力に依存する内部温度で、固形物及び／又はスラリーに含まれている高揮発性成分、特に水の蒸発が起こる。例えば廃棄物の次の処理の間、高揮発性成分が蒸発したときに、さらなる加熱がもたらされ、その結果、揮発性の炭化水素は固形物及び／又はスラリーにから離れ、蒸発する。本発明に係る処理の間に炭化水素を分解する手段によれば、洗浄プロセスが著しく促進される。本処理では例として、特に１４０℃以上でこの処理を著しく促進する酸素によって、炭化水素の少なくとも部分的な発熱酸化及び／又は分断が起こり、その結果例えば一酸化炭素及び／又は二酸化炭素が形成される。また、適切な場合には固形物及び／又はスラリーの、例えば圧延スケールスラリーにおける酸化鉄の部分的な発熱酸化が起こり、その結果ウスタイトからヘマタイト及び／又はマグネタイトが形成される。この酸化によって加熱、適切な場合には分解プロセスが促進され、その結果、より短い鎖の炭化水素が形成される。乾燥ベッセル内の雰囲気の酸素のうち少なくともいくらかは、上述の反応の間に使い果たされる。
【００５０】
従来技術とは違い、本発明に係るこの方法による排出ガスは、短鎖炭化水素の割合が大きく、これにより排出ガスのさらなる処理が著しく簡略化される。この理由のために、従来技術から公知となっている排出ガスの処理を適合させることが妥当になる。
【００５１】
従来技術と比較して、廃棄物の処理時間を短縮し、処理温度を低減し、かつこの種の処理及びこの種の装置をより経済的に実施することができる。
【００５２】
本発明のさらなる特徴によれば、スラリーは廃棄物の予備熱乾燥及び／又はさらなる処理に先立って機械的に乾燥され、特に脱水される。
【００５３】
本発明に係る方法のさらに付加的な特徴によれば、廃棄物の温度及び／又は排出ガス、特に抽出された排出ガスの組成が乾燥装置内で測定される。本発明に係る方法のさらなる特徴によれば、乾燥装置内の処理における処理パラメータ、例えば乾燥装置内の移動強度（movement intensity）、及び／又は乾燥装置内の熱容量、及び／又は乾燥装置内の廃棄物の温度、及び／又は炭化水素を分解するための化学的手段及び／又は放射手段の使用量は、好ましくは測定された所定の変数に基づいて制御及び／又は調整される。
【００５４】
本発明に係る方法の一実施形態によれば、処理チャンバ内の酸素濃度及び／又は酸素量は、所定の方法で制御又は調整される。この場合、投入材料の性質及び組成を考慮に入れることが好都合にできる。廃棄物の性質及び組成に依存して、かつ例えば反応の進行に依存して、処理チャンバの雰囲気に所定の酸素濃度及び／又は酸素量を確立することが可能である。この場合、本発明に係る方法は、特に経済的に実施することができる。
【００５５】
本発明のさらなる特徴によれば、固形物及び／又はスラリーの温度は、処理の間、所定の方法で調整することができる。この調整は、例えば乾燥装置内の雰囲気の酸素供給及び／又は廃棄物の放射強度のために、及び／又は処理されるべき固形物及び／又はスラリーの組成のために、及び／又は炭化水素除去反応の進行のために行われる。
【００５６】
処理を効率よく制御するために、ベッセル内の温度、好ましくは廃棄物の温度、及び／又は抽出ガスの温度及び／又は組成（一酸化炭素含有量、二酸化炭素含有量、水素含有量、酸素含有量、炭化水素含有量のうち一つ又は複数）を測定することが好都合である。測定された所定の変数は、例えば処理パラメータの制御及び／又は調整、特に熱エネルギーの供給及び／又は酸化剤の供給及び／又は移動強度の面で助けとなり、これら変数は処理の間、適切に変更され得る。
【００５７】
測定された変数を評価することによって、処理における反応の進行に関しては結論を得ることが可能である。このようにして、特に一定の組成を有し、かつ鉄鋼産業の高い品質基準を満足させる生成物を生み出すことができる。特に、焼結プラント、及び／又は溶鉱炉において本発明に係る方法の最終生成物を利用する場合には、この最終生成物は、炭化水素含有量が制限されている可能性があるだけである。炭化水素の最大レベルと関係する厳密な要求がまた、汚染された地球を再生する際に遵守されねばならない。
【００５８】
本発明に係る方法の特定の実施形態によれば、制御変数は、例えば乾燥ベッセル内での処理前後における廃棄物の炭化水素含有量を比較することによって、及び／又は乾燥装置からの排出ガスの組成を分析することによって決定され、かつ炭化水素を分解するための化学的手段及び／又は放射手段の使用量は、例えば乾燥装置内の投入材料の温度及び／又は移動強度を考慮することによって調整される。
【００５９】
本発明の主題における特定の実施形態によれば、乾燥装置内又は乾燥装置のライン内における水素含有量が測定される。この場合、ハイレベルの操作信頼性を確保することができる。例として、ぎりぎりのＨ₂濃度が検出された場合、Ｏ₂の乾燥装置への供給は停止又は制限され、乾燥装置は、適切な場合には不活性ガス、特にＮ₂を用いてパージされる。
【００６０】
乾燥装置の温度は、好ましくは、例えば管状保護ジャケット（protective tubular jacket）において乾燥装置の作業領域へ導かれた熱電対を用いて測定される。
【００６１】
これは特に本処理が準連続的に構成されている場合に好適であることがわかっているが、例えば好ましくは生成物の到達した温度に応じて乾燥装置内の廃棄物の処理時間を設定するといった具合に、さらなる調整及び制御変数を考慮すると、本発明のさらに好ましい実施形態の主題が構成される。
【００６２】
本発明に係る方法の特定の実施形態によれば、排出された、特に抽出されたガスは、廃棄物を分離するために、好ましくは加熱されたラインを介して、好ましくは断熱された及び／又は間接的に加熱された廃棄物分離装置、特に高温ガスサイクロンへ搬送される。
【００６３】
当業者は、炭化水素の性質に依存して、排出ガスを処理するために様々な排出洗浄過程を利用することができる。しかしながら、抽出されたガスは、処理ベッセルから搬送された廃棄物の粒子を分離するために、好ましくは断熱された及び／又は間接的に加熱された廃棄物分離装置へ搬送されるのが好都合である。
【００６４】
廃棄物分離装置は、好ましくは乾燥装置内の温度と少なくとも一致する温度で稼動される。これにより、揮発性成分、特に、好ましくは比較的高温で沸騰する炭化水素が冷たい表面上に付着するのが防止される。
【００６５】
本発明の好ましい実施形態によれば、廃棄物分離装置の温度は、乾燥装置内で及び／又は廃棄物の予備乾燥をしている間に、揮発性成分、特に炭化水素を排除するための処理温度と少なくとも同じくらい高い温度に設定される。
【００６６】
本発明に係る方法のさらなる実施形態によれば、好ましくは予め廃棄物分離された、廃棄物の処理及び／又は予備乾燥からの排出ガスは、冷却装置、好ましくは凝縮装置内で冷却され、特に膨張させられ、及び／又は汚染物質を部分的に除去し、次いで適切な場合には活性炭フィルター及び／又は生物フィルターで濾される。
【００６７】
本発明に係る方法のさらなる実施形態によれば、好ましくは予め廃棄物分離された排出ガスは、熱及び／又は触媒作用による燃焼にさらされ、このようにして、例えば凝縮装置内で分離できないもののようないかなる残留物、特に残りの炭化水素が除去される。
【００６８】
特に完全な、排出ガスにおける炭化水素の分離は、好ましくは対応する装置内の触媒作用による及び／又は熱による燃焼によって行われる。この燃焼エネルギーは、例えば乾燥ベッセルの加熱に必要な加熱媒体を加熱するために好都合に用いられる。
【００６９】
本発明に係る方法の特定の実施形態によれば、熱及び／又は触媒作用による燃焼のエネルギーは、乾燥装置を加熱するために、例えば熱交換オイル、及び／又は本方法を実施するための更なる装置を加熱するために用いられる。
【００７０】
さらなる付加的な特徴によれば、好ましくは予め廃棄物分離された排出ガスは、燃焼装置内で、例えばスラブを加熱するためのプッシャー型炉（pusher type furnace）内で燃焼される。この場合、適切な場合には凝縮装置の調整又は炭化水素の凝縮を不要とすることができる。
【００７１】
本発明のさらなる実施形態によれば、排出ガスの廃棄物分離は、熱又は触媒作用による燃焼の前又は後に行われる。
【００７２】
本発明のさらなる実施形態によれば、予備乾燥及び／又は処理から、例えば廃棄物分離装置へ、及び又は適切な場合には廃棄物分離装置から凝縮装置へ排出ガスを収集及び搬送するのに役立つ数多くのライン、特にパイプは、排出ガス自身による加熱に加えて、好ましくは間接的に加熱される。これにより、揮発性物質、特に比較的高沸点の炭化水素の沈殿が防止される。設定された温度はこの場合、好ましくは当該処理段階の処理温度と少なくとも同じ高さの温度である。
【００７３】
本発明は、スケール含有スラリー、特に圧延スケールスラリー及び研磨スラリーの処理に対して特に好都合であることがわかっており、この点について最も詳細に述べられている。しかしながら、この特定の媒体に関連してなされた記述は、単なる例示的なものに過ぎず、本発明の主題を一般のスラリー又は特定の圧延スケールスラリーを処理するのに使用することになんら制限はない。
【００７４】
本発明に係る方法及び本発明に係る装置はまた、他の炭化水素を含有する廃棄物、特に例えば鉄、アルミニウム、チタン、銅及び／又は他の金属材料を生成又は処理している間に形成されるもののような、好ましくは金属製造業からの固体状粒子を有するものを処理するためにも用いることができる。その上、本発明に係る方法はまた、例えば非金属製造業からの、炭化水素を含有する固形物及び／又はスラリー、特に研削スラリーを処理するのにも用いることができる。
【００７５】
提案された方法は例えば、炭化水素及び金属を含有する物質、特にスラリーを処理する上で特に好都合である。
【００７６】
本発明に係る方法及び本発明に係る装置はまた、油で汚染された固形物を洗浄する上で、例えば建築材料を製造する上で好適である。
【００７７】
炭化水素を廃棄物、例えば圧延スケールスラリーから発明的に分離すると、本処理の最終生成物を低炭化水素含有量が要求される焼結プラント又は他の装置で使用することができる。
【００７８】
適切な場合には、炭化水素を分解するための化学的手段として酸化剤を用いるとき、廃棄物に含まれる金属成分は部分的に酸化され、乾燥装置内部の温度は、制限された範囲で起こる発熱酸化のために、急速かつ付加的な加熱なしに上昇し、その結果かなりの加熱コスト及び処理時間が節約される。とりわけ、すでに述べたように、炭化水素の酸化が圧延スケールスラリーのさらなる加熱に寄与することもあり得る。
【００７９】
好ましい実施形態によれば、炭化水素の分解のための化学的手段として酸化剤を使用するときは、炭化水素の反応は特定の投入材料に依存する温度を超えて実質的に終了する。圧延スケールスラリーの場合には、この温度は約１８０〜２００℃（１atm）であり、その結果、発熱反応、例えばウスタイトからヘマタイトへ及び／又はマグネタイトへの酸化の連続によって、かなり温度を上昇させることができる。
【００８０】
廃棄物が例えば、酸化剤、好ましくはウスタイト又は他の金属化合物と発熱反応するさらなる物質、及び炭化水素を含む場合には、特に所定の方法で投入材料の温度を制限するために、好ましくは酸化剤の供給の調整以上に、内部ガスを制御可能に供給することが好都合であることがわかっている。この種の方法を用いると、処理チャンバ内にある廃棄物の温度及び酸化の調整を著しく短縮することができる。したがって、本発明に係る方法の好ましい実施形態によれば、内部ガスキャリヤーを乾燥ベッセルへ制御可能に供給することが提供される。
【００８１】
したがって、酸素の供給は、例えば窒素のような内部ガスキャリヤーを乾燥装置へ供給することによって制限することができ、このようにして温度を急速かつ確実に設定することができる。さらなる変形例によれば、廃棄物の加熱、特に過度の加熱を防止するために、炭化水素を分離するための試剤、特に酸素の供給を停止又は制限することができる。
【００８２】
本発明に係る方法の第２処理ステップにおいて、例えばヘマタイト及び／又はマグネタイトを形成するためのウスタイトの可能な部分酸化は、原理的には意図されていない。これは、特に鉄鋼産業で使用されるような還元設備内で処理された物質を用いるときは、発生した部分酸化は、今度は付加的な還元作用を必要とするからである。しかしながら、ウスタイトの部分酸化は、激しい発熱反応において起こり、その結果、乾燥装置の内部における温度は、急速にかつ不可的な加熱なしに上昇して、かなりの加熱コストを節約することができる。
【００８３】
圧延スケールスラリーを処理するときには、例えば乾燥装置内における廃棄物の液相の反応は、１８０〜２００℃の温度以上で実質的に完結する。連続した発熱反応、特にウスタイトのヘマタイト及び／又はマグネタイトへの酸化の結果、かなりの温度上昇が起こる。
【００８４】
圧延スケールスラリーに含まれる金属、特に鉄の部分酸化の結果、最終生成物が冶金設備、例えば電気炉へ添加されるときに冷却作用が確立される。かくして、圧延スケールスラリーにおける鉄の発熱酸化による熱を好都合に利用することができると共に、他の箇所で処理されかつ部分的に酸化された最終生成物の冷却作用を好都合に利用することができる。
【００８５】
本発明の好都合な形態によれば、間接的な加熱を調整することによって、例えばまた加熱媒体（冷却媒体）を冷却するという意味で、処理、特に処理チャンバ内の廃棄物の温度を制御することが可能である。
【００８６】
本発明のさらなる実施形態によれば、本発明に係る乾燥装置はまた、ミキサー及び／又は粒状化装置（granulator）の機能を果たす。
【００８７】
特に炭化水素を含有する廃棄物を処理するための、本発明に係る方法のパラメータは、原理的に互いに独立に選択される。しかしながら、例えば、特に熱による廃棄物の予備乾燥の及び／又はさらなる処理の処理パラメータを適合させること、特に予備乾燥及び次の処理の間の廃棄物の処理温度及び／又は滞留時間を適合させることが好都合である。
【００８８】
本発明に係る方法は、好ましくは連続的に又はバッチ処理として実施される。
【００８９】
本発明のさらなる付加的な特徴によれば、廃棄物の予備乾燥及び／又は処理は、実質的に準連続的に行われる。
【００９０】
この種の装置及び方法は、従来技術から当業者に公知となった結果、断続した又はバッチ状の操作方法により特徴付けられる。この操作方法と比較して、準連続的な又は連続的な処理は、経済上の実施可能性が増加することによって特徴付けられ、適切な場合には排出ガスの少なくとも部分的な再利用を達成することができる。
【００９１】
準連続的な操作方法では、未処理の物質は乾燥装置内に案内されるが、乾燥装置内にある全物質に対する割合が小さい処理済物質は、乾燥装置から除去される。連続的な操作方法とは異なり、この交換は必ずしも連続的には行われず、及び／又はその結果これらの操作は時間がかち合う。好ましい実施形態によれば、固形物及び／又はスラリーは、適切な計量装置を有する中間ホッパーを介して乾燥装置へ案内されてよい。
【００９２】
連続的な操作方法と比較して準連続的な操作は、高い処理及び操作信頼性によって特徴付けられる。
【００９３】
本発明の付加的な特徴によれば、好ましくは実質的にＣＯ、ＣＯ₂、Ｏ₂及び気体状の炭化水素を含む排出ガスは、反応空間から抽出され、排出ガス処理、特に少なくとも部分的な再利用にさらされる。
【００９４】
本発明の特に好ましい実施形態によれば、廃棄物の特に熱による予備乾燥及びさらなる処理が単一の乾燥装置内で実施され、このようにして除去されたさらなる乾燥装置の調整は、かくしてかなりの投資及び操作コストを省く。この種の乾燥装置はこの場合、好ましく断続的に、すなわちバッチ処理により稼動される。
【００９５】
本発明に係る方法のさらなる付加的な特徴によれば、予備乾燥が第１乾燥装置内で実施され、かつさらなる処理が第２乾燥装置内で実施される。これにより、本発明に係る処理を特に確実かつ安全に操作することができる。
【００９６】
この場合、廃棄物の処理及び／又は予備乾燥及び／又は両プロセスステップのバッチ操作又は準連続的操作が好ましくは可能である。連続的な処理形態にも留意されたい。
【００９７】
本発明のさらに好ましい実施形態によれば、熱的及び／又は化学的予備乾燥にさらされかつ／又は機械的乾燥にさらされるスラリーは、多段式沈殿及びろ過過程の最終段階で除去される。
【００９８】
従来技術ではこれらスラリーは、特に炭化水素の含有量が高いので、かなりの処理問題を引き起こす。本発明に係る方法を用いると、これらスラリーを再生処理することさえ可能になる。
【００９９】
本発明に係る方法のさらなる付加的な特徴によれば、廃棄物の予備乾燥及び／又はさらなる処理からくる排出ガスは、廃棄物除去装置へ搬送される。
【０１００】
本発明に係る方法によれば、炭化水素含有量が０．２質量％以下、好ましくは０．１質量％以下であり、かつ酸化鉄含有量が少なくとも８０質量％、好ましくは少なくとも８４質量％である冶金物質は、炭化水素を含有する、ことによると酸素を含有する廃棄物、好ましくは圧延スケールスラリー又は連続的な鋳造装置の水処理によるスラリーから生成される。
【０１０１】
さらなる特徴によれば、約５０〜６０重量％がＦｅＯであり、かつ約３０〜４０質量％がＦｅ₂Ｏ₃であるこの生成物は、鉄含有量が実質的に６０〜８０質量％、特に鉄含有量が６３〜７２質量％であることによって特徴付けられる。
【０１０２】
本発明に係る方法のさらなる特徴によれば、予備乾燥及び／又は処理段階における廃棄物の少なくとも部分的な循環が可能である。この場合、例えば炭化水素含有量の検出により、部分的に処理されかつ／又は予備乾燥された物質を対応する処理段階へ戻すことが可能である。
【０１０３】
Ｏ₂を廃棄物の炭化水素の分解のための化学的手段、特に酸化剤として用いるテストに基づく次の非限定的な処理データは、使用された圧延スケール及び圧延油の種類に従って異なる。
【０１０４】
≪処理操作：バッチモード≫
≪投入材料の量：１ｔ≫
（処理前後の圧延スケールの油含有量）
処理前：１〜５重量％
処理後：＜０．１〜０．３重量％
（処理前後の圧延スケールの水含有量）
処理前：１０〜４０重量％
処理後：＜０．１重量％
≪処理温度：開始時―室温；終了時―２５０〜３５０℃≫
≪処理時間：３０〜６０分≫
≪酸素：２０〜３０体積％≫
≪ベッセルサイズ：１．５ｍ³≫
≪ベッセルタイプ：間接加熱ダブルシェルミキサー（熱交換オイルによる加熱）≫
≪回転強度：３０〜１００回転／分≫
【０１０５】
本発明はまた、請求項１７でクレームされたように、本発明に係る方法を実施するための装置によっても特徴付けられる。
【０１０６】
本発明の様々な実施形態によれば、乾燥装置は、例えば加熱された回転チューブ又はウォームコンベヤーとして、又は加熱されたミキサーとして構成される。
【０１０７】
本発明のさらなる実施形態によれば、本発明に係る乾燥装置はまた、例えば水平又は垂直シャフトを備えたミキサーの形態で、ミキサー及び／又は粒状化装置の機能をも果たす。他の実施形態では、ベッセルは回転チューブとして又はミキサーウォームとして構成される。
【０１０８】
本発明に係る装置の付加的な特徴によれば、酸素及び／又は過酸化物／超酸化物及び／又はオゾンを乾燥装置の処理チャンバへ供給するための搬送手段が、炭化水素を分解するための装置として提供される。
【０１０９】
さらに好ましい実施形態によれば、乾燥装置の処理チャンバ内にある廃棄物を、特にＵＶ放射を用いて照射するための放射源が、炭化水素を分解するための装置として提供される。
【０１１０】
本発明に係る装置の特定の実施形態によれば、炭化水素を分解するための複数の装置、例えば化学的手段及び／又は放射手段を組み合わせることが可能である。
【０１１１】
さらに好ましい実施形態によれば、不活性ガスキャリヤー、特に不活性ガス、特に好ましくは窒素キャリヤーを供給するためのラインが乾燥装置上に備えられる。
【０１１２】
さらに好ましい実施形態によれば、廃棄物を移動させるための装置が乾燥装置及び／又は処理空間に備えられ、かつ／又は乾燥装置自身が回転可能に構成される。
【０１１３】
間接加熱は、廃棄物の直接加熱と比べて、例えば環境条件のため様々な利点を有することがわかっている。例えば間接加熱の場合には、冶金プラントからの廃熱は、特に好都合な方法で利用され得る。本発明の特に好ましい実施形態によれば、排出ガス処理、特に提案された処理の排出ガスからの熱は、例えば排出ガスの燃焼に利用される。
【０１１４】
本発明に係る装置の一つの特徴によれば、酸素を供給するための搬送手段は、酸素キャリヤーを供給するための手段、特に気体状及び／又は液体状酸素キャリヤーを供給するためのラインである。
【０１１５】
本発明に係る装置のさらなる特徴によれば、酸素キャリヤーを供給するための手段は、固体状酸素キャリヤーを搬送するための搬送手段、例えばコンベヤーウォームである。
【０１１６】
さらに好ましい実施形態によれば、例えば断熱された及び／又は好ましくは間接的に加熱可能な廃棄物分解装置は、処理チャンバから抽出されたガスを廃棄物分解する目的で備えられており、適切な場合にはこの装置は、適切な場合には数多くの断熱された及び／又は付加的に加熱可能なラインを介して、乾燥装置へ接続され、また適切な場合には乾燥装置から排出されたガスを処理するためのさらなる装置へ接続される。この廃棄物分解装置は、実質的に粗い粒子及び熱排出ガスからのダストを除去する上で役に立つ。
【０１１７】
廃棄物分解装置は、例えばサイクロンとして、特に高温ガスサイクロンとして、フィルターとして、又はスクラバーとして構成されてよい。従来技術から当業者に公知となっているように、静電気フィルターによる廃棄物分解手段を考慮することもできる。本発明に係る装置の好ましい実施形態によれば、廃棄物分解装置は、乾燥装置へ間接的に接続されて良く、好ましくは乾燥装置と一緒に加熱可能であってよい。
【０１１８】
さらに好ましい実施形態によれば、乾燥装置の下流、適切な場合には廃棄物分解装置の下流には、冷却装置、好ましくは凝縮装置、及びそれゆえに適切な場合には排出ガスを洗浄するための活性炭フィルター及び／又は生物フィルター（biofilter）がある。
【０１１９】
従来技術から公知であるように、冷却装置は排出ガスを膨張させ、かつ／又は冷却し、かつ／又はガスの比較的高い沸騰成分、特に炭化水素を分離する。排出ガスをさらに洗浄するために、活性炭フィルター又は燃焼チャンバが冷却装置の下流に設けられてよい。
【０１２０】
本発明の一つの特徴によれば、乾燥装置からの排出ガスを、さらなる装置又は排出ガス処理へ、特に廃棄物分解装置へ、及び／又は適切な場合には廃棄物分解装置から冷却装置へ、収集及び搬送するのに役立つ数多くの断熱された及び／又は特に間接的に加熱可能なライン、特にパイプが設けられている。
【０１２１】
本発明に係る装置の特定の実施形態によれば、複数のラインは、炭化水素又は他の蒸発した物質によって遮断されるようになるのを防止するために加熱される。これら炭化水素又は他の蒸発した物質は特に高い蒸発温度を有し、かつそれゆえに優先的に冷たい表面に付着するものである。
【０１２２】
さらに好ましい実施形態によれば、排出ガスを処理するための熱による及び／又は触媒作用による燃焼装置は、乾燥装置の下流に、適切な場合には廃棄物分解装置の下流に備えられる。
【０１２３】
さらに好ましい実施形態によれば、熱による及び／又は触媒作用による炭化水素を含有する排出ガスの転換のための燃焼装置は、ベッセルの加熱装置に接続され、その結果特にアフターバーニングの間発散されたエネルギーを利用することができる。
【０１２４】
本発明に係る装置の特定の実施形態によれば、特にディップクエンチの形態にある炎防止装置が、乾燥装置の下流、適切な場合には廃棄物分解装置の下流に設けられる。
【０１２５】
本発明のさらなる特徴によれば、少なくとも一つの活性炭フィルター及び／又は燃焼チャンバが、乾燥装置の下流、適切な場合には廃棄物分解装置の下流、特に好ましくは冷却装置の下流に設けられる。発生した残留物、特に炭化水素は、活性炭フィルターによって排出ガスから除去される。
【０１２６】
本発明の他の実施形態によれば、排出ガスは、適切な場合には適切な前処理の後に、燃焼チャンバ内で触媒作用により及び／又は熱により燃焼される。廃棄物分解装置の下流において、残留物を燃焼チャンバの排出ガスから除去することができる。
【０１２７】
本発明の付加的な特徴によれば、廃棄物の予備乾燥及び／又はさらなる処理から及び／又は冷却装置から及び／又は廃棄物分解装置から及び／又は活性炭フィルターから及び／又は排出ガス処理のさらなる装置から、少なくとも一つの乾燥装置へ、排出ガスを少なくとも部分的に戻すために、一つ又は複数のラインが設けられている。この場合、生成された排出ガスは再利用することができる。
【０１２８】
本発明のさらなる特徴によれば、２つの冷却装置が乾燥装置の下流、適切な場合には廃棄物分離装置の下流に設けられ、第１冷却装置、特に第１凝縮装置は、高揮発性成分、特に水蒸気を凝縮する目的で備えられ、第２冷却装置、特に第２凝縮装置は、低揮発性成分、特に炭化水素を凝縮する目的で備えられる。この場合、例えば廃棄物の熱的な予備乾燥及びさらなる処理の両方を実施するために単一の乾燥装置を使用するときには、第１処理ステップの間水を分離する目的で第１凝縮装置へ排出ガスを案内するために、かつ炭化水素を分離する目的で第２凝縮装置へさらなる処理の間、適切な制御装置を使用することができる。この場合、当該凝縮装置内に凝縮されるべきガスの供給は、制御装置によって調整される。
【０１２９】
本発明に係る装置のさらなる特徴によれば、乾燥装置内の酸素供給及び／又は排出ガスの及び／又は乾燥装置内の雰囲気の組成（特に一酸化炭素、二酸化炭素、水素、酸素及び／又は炭化水素含有量）、及び／又は排出ガスの温度及び／又は乾燥装置内の温度を決定するために用いることのできる数多くのプローブ及び／又はセンサーは、酸素キャリヤーを乾燥装置へ供給するための手段に及び／又は少なくとも一つの排出ガスラインに及び／又は乾燥装置自身に設けられる。当然、排出ガスラインという用語は、乾燥装置から排出ガスを吐出するための全てのラインを意味する。
【０１３０】
本発明に係る装置のさらに特定の実施形態によれば、処理チャンバ内の廃棄物のいかなる粘結炭及びいかなる塊状物をも減少させる自由に移動可能な胴部、特に攪拌棒（beater bar）が乾燥装置内に設けられている。
【０１３１】
さらなる実施形態によれば、乾燥装置を間接的に加熱するための装置及び／又は処理チャンバ内の廃棄物を移動させるための装置は、調整可能に構成されている。
【０１３２】
本発明に係る装置の特徴によれば、制御装置が、炭化水素を分解する手段を案内するための装置、特に炭化水素を分解する化学的手段を供給するための手段に設けられている。
【０１３３】
好ましい実施形態によれば、固形物及び／又はスラリーは、適切な計量装置を用いて、中間ホッパーを介して乾燥装置内へ案内される。
【０１３４】
本発明に係る方法は、本発明に係る装置同様、制限されない図面に基づいてより詳細に説明される。
【０１３５】
【発明の実施の形態】
図１からわかるように、サンドフィルターからの逆流水１が濃縮装置２へ供給されている。適切な場合には、逆流水１に含まれる固形物の沈降又は沈殿を促進するために、凝集剤３が逆流水１に添加される。図には示されていないサンドフィルターは、多段式分離及び／又はろ過過程の最終段階を示す。
【０１３６】
高炭化水素含有量スケールスラリーは濃縮装置２内に沈殿している。濃縮装置２からの氾濫水４は循環してよく、この点で例えば満載したサンドフィルターに対する増水媒体として再利用されてよい。
【０１３７】
濃縮装置２はスラリーライン５を介して一時スラリーベッセル６へ接続されており、この一時スラリーベッセル６には、スラリーのさらなる沈殿を回避しかつスラリーをポンプで汲み出すことがいまだに可能であることを確実にするために、攪拌器７が設けられている。
【０１３８】
一時スラリーベッセル６は、さらなるスラリーライン８を介して一体型乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９へ接続されている。単純な実施形態では、乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９は、速度可変のプラウ・シェア・ミキサー（variable speed plough share mixer）又はパドルミキサー（paddle mixer）として構成されており、図１に例として示した実施形態において、バッチモードで作動する。
【０１３９】
スケールスラリーは連続的に濃縮装置２へ供給されるので、連続的に稼動する濃縮装置２からバッチ操作された乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９へ移動させるために数多くの装置が設けられている。図１に示すように、一時スラリーベッセル６を備えることが可能であるが、再び図１に示すように、その内部をスラリーが濃縮装置２を介して循環する帰還ライン１０は、スラリーライン５から分岐することも可能である。最終的に、濃縮装置２は、所定の操作条件の下で、乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９にスケールスラリーのバッチを、いかなる時にも供給することができるように、寸法合わせすることもできる。これら３つの実施形態のそれぞれは、それぞれの実施形態自身あるいは一つ又は残りの二つ両方の組み合わせで使用してよい。
【０１４０】
乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９には、加熱媒体１２の流れる加熱ジャケット１１が設けられている。加熱媒体１２は、液体状又は気体状の形態であってよく、加熱蒸気、加圧水を用いることも可能であるが、液体状加熱媒体として好ましくは熱交換オイルが使用される。使用される気体状加熱媒体は、例えば冶金プラントで生成される生成ガス又は排出ガス、つまり例えば電気炉、コンバーター又はウォーキングビーム炉（walking-beam furnace）からの排出ガス、又は COREXプラントの還元シャフトからの炉頂ガスの一つであってよい。気体状加熱媒体として飽和蒸気、熱蒸気又は技術等級の窒素を用いることも可能である。
【０１４１】
乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９は直接的に又は間接的に加熱することができ、この場合、間接的な加熱の場合には、熱交換装置が設けられ、熱交換装置によって熱が生成ガス又は排出ガスの一つから加熱媒体１２へ引き渡される。加熱媒体１２は、間接的な加熱の場合には、好ましくは熱交換オイル、熱蒸気、飽和蒸気又は窒素である。
【０１４２】
乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９から発生する蒸気１３は、凝縮装置１４内で（冷却水ライン１８及び１９を用いて）凝縮され、水処理プラントの閉ざされた巡回に対して付加水１５として用いることができる。乾燥装置からの排出ガスを廃棄物分離するための廃棄物分離装置は、必然的に凝縮装置の上流で使用される。
【０１４３】
一つの可能な実施形態によれば、乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９はコンテナ１６又は結合剤１７に接続されており、結合剤１７は、スケールスラリーのバッチ乾燥が終了した後に、乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９に添加される。水蒸気はこれから先にも除去されるので、結合剤にわずかな水蒸気が含有されていても大目に見ることができる。次いで乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９は、回転速度を上げることによって、「粒状化」運転モードへ切り換えられる。
【０１４４】
さらなる変形例によれば、粒状化処理は、本発明に係る方法の第２処理ステップに従って、油を除去した後に実施されてよい。
【０１４５】
結合剤を添加しない場合には、予備乾燥済生成物２０は、約１μｍから１０００μｍの粒子サイズを有するパウダー形状で最終的に存在し、あるいは結合剤を添加しかつ粒状化処理を行った場合には、予備乾燥済製造物は、約１ｍｍから１０ｍｍの粒子サイズを有する細粒形状となる。
【０１４６】
図１の代表的な実施形態で示されたプラントは、一年の生産能力が約３００万メートルトンである幅広ストリップを備えた熱間圧延ミルによって、スケールスラリーを処理することができる。
【０１４７】
この種の熱間圧延ミルでは、例えば約４２０ｋｇ／ｈのスケール及び約１２ｋｇ／ｈの炭化水素がサンドフィルターに堆積し、この堆積は、多段式沈殿及び／又はろ過処理の最終段階を構成する。サンドフィルターは水と共に逆流し、スケール及び炭化水素の満載されたこの逆流水は、濃縮装置２へ供給される。濃縮装置２で、炭化水素を含有するスケールスラリーは、乾燥物質含有量が約３５％になるまで脱水される。この脱水されたスケールスラリーは、バッチ処理により一体型乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９へ引き渡され、そこで残りの液体分含有量が＜３％になるまで、例えば１００℃で乾燥される。乾燥装置／ミキサー／粒状化装置９は、飽和蒸気と共に加熱される（５bar，1000 kg/h）。スケールスラリーから蒸発したこの蒸気１３は、凝縮装置１４で凝縮され（冷却水の消費は約１６ｍ³／ｈ，２５℃）、凝縮物（約８００ｋｇ／ｈ，４０℃）は、水処理プラント内の付加水１５として使用される。
【０１４８】
次いで完成した生成物２０は、さらに適切な方法（図２参照）で処理することができる。
【０１４９】
図２は本発明に係る方法を実施するための装置を示し、ベッセル２１には、コンベヤーライン２２を介して、好ましくは予備乾燥済（図１）圧延スケールスラリーが供給される。この実施形態によれば、圧延スケールスラリーは、水の含有量が低く、かつ炭化水素の含有量が高い。しかしながら、この種の予備乾燥は決して避けられない。ベッセル２１には、処理のためにベッセルに案内される圧延スケールスラリーを移動させるための装置２３が設けられている。
【０１５０】
炭化水素を分解する化学的手段、特に酸素は、数多くのライン２４を介してベッセル２１へ供給される。この化学的手段に加えて、不活性ガス、好ましくは窒素が乾燥装置へ案内されてよい。図２は、準連続的処理を示し、図２において圧延スケールスラリーは、ベッセルを介して搬送され、最後にはさらに使用するためにライン２５を介して除去される。ベッセル内で生成された排出ガスは、加熱されたライン２６を介して、断熱されかつ加熱されたガス廃棄物分離装置２７へ案内され、ガスはライン２８を介して吐出される廃棄物から分離される。ガスは、加熱されたライン２９を介して前方の凝縮装置３０へ搬送され、この凝縮装置内で膨張させられ、冷却される。凝縮した液体物は吐出口３１を介して吐出される。この場合、数多くの冷却ライン３２，３３が凝縮装置を冷却するために備えられている。
【０１５１】
最後に、ガスは例えば活性炭フィルターへ通され、そこでさらなる汚染物質、例えば残りの炭化水素が除去される。
【０１５２】
図２のベッセルは、好ましくは間接的に加熱され、この場合、加熱媒体３４はベッセルのジャケットを介して流通する。流量、組成又は他の測定された変数が記録されるか又は制御される数多くのバルブ及びセンサー又はプローブは、特に気体状の媒体を搬送するための様々なラインに設けられている。この場合、濃度３５を記録するためのセンサー、及び流量を制御するための流量計／バルブ弁３６は、酸素を供給するためのライン２４に設けられている。それぞれの場合において、加熱媒体３４の温度を決定するためのセンサー３７は、加熱媒体を供給するためのライン、及び加熱媒体を吐出するためのライン３８に設けられている。ガス廃棄物分離装置における排出ガスの圧力落下は、センサー３９によって決定される。最後に、一酸化炭素、二酸化炭素及び酸素含有量を決定するためのプローブ４１は、凝縮装置の下流、残りのガスを吐出するためのライン４０に設けられている。
【０１５３】
処理温度は温度測定センサー４２によって記録され、プロセス制御のための指針値を表す。
【０１５４】
図３は本発明に係る方法を実施するための装置のさらに好ましい非限定的な実施形態を表し、図３において、廃棄物の予備乾燥及びさらなる処理は単一の乾燥装置２１′内で実施される。
【０１５５】
この装置は、２つの凝縮装置４３，４４が廃棄物分離装置２７′の下流に設けられている点で、図２に示された実施形態とは異なる。この場合、１つの凝縮装置４３は、図１に示された凝縮装置１４と対応する方法で、水蒸気の凝縮のために用いられ、第２凝縮装置４４は、図２に示された凝縮装置３０と同一の方法で、炭化水素の凝縮のために用いられる。
【０１５６】
図示例の装置はバッチモードで操作され、第１凝縮装置４３への経路は、熱予備乾燥（水の蒸発による脱水）の下流で、スライド弁によって開かれる。熱予備乾燥は、廃棄物に含まれる炭化水素を除去するための次の処理よりもかなり低い温度で実施される。
【０１５７】
参照番号の付されていない図３に示されたプラントのこれらの部分に関しては、図２及び図２に関連する記述において参照されている。これは、プラントのこれらの部分は図２に示されたものと同等であるからである。
【０１５８】
図４は本発明に係る方法を実施するための装置の好ましい非限定的な実施形態を表し、本方法はバッチモードで実施される。
【０１５９】
本装置は図２に示された実施形態とは異なり、廃棄物分離又はろ過の後に、バーナー５０を備えた再燃焼チャンバ４８内で排出ガスが熱的に再燃焼する。排出ガスのエネルギーは、ライン４７及び４６を用いてベッセル４５を加熱するために、熱交換器４９で利用される。
【０１６０】
図４において参照番号の付されていないプラントのこれらの部分に関しては、再び図２及び図２に関連する記述において参照されている。これは、プラントのこれらの部分は図２に示されたものと同等であるからである。
【０１６１】
図５において、乾燥装置５１には搬送ライン５２を介して圧延スケールスラリーが供給され、圧延スケールスラリーは好ましくは予備脱水及び／又は予備乾燥を経る。この場合、圧延スケールスラリーは、適切な場合には単に熱処理（図１参照）によって予め乾燥されているのが相応しく、水分含有量が低く、かつ炭化水素含有量が高い。
【０１６２】
乾燥装置５１には数多くのライン５３を介して酸素が供給される。酸素に加えて、さらなるガス、好ましくは窒素が乾燥装置へ案内され得る。図５は準連続的な処理を示し、圧延スケールスラリーは連続的な乾燥装置５１を介して搬送され、最後にさらに使用するためにライン５４を介して除去される。乾燥装置内で形成された排出ガスは、加熱されたライン５５を介して断熱されかつ加熱されたガス廃棄物分離装置５６へ案内され、ガスは廃棄物から分離され、ライン５７を介して吐出される。ガスは加熱されたライン５８を介して前方の凝縮装置５９へ搬送され、そこで膨張させられかつ冷却される。凝縮した液体物は吐出口６０を介して吐出される。この場合、凝縮装置を冷却するための数多くの冷却ラインが好ましくは備えられる。
【０１６３】
最後に、ガスは活性炭フィルター６１へ通され、さらなる汚染物質、例えば残りの炭化水素が除去される。
【０１６４】
洗浄されたガスは今や生成ガスとして再利用するのに適しており、ガスのうち少なくともいくらかはライン６２を介してガス混合装置６３へ案内される。生成ガスとして再利用するのに適していない残りのガスは残留ガスライン６４を介して吐出され、適切な場合には再燃焼される。
【０１６５】
ガス混合装置６３において、再利用されたガスは、適切な場合にはライン５３を介して乾燥装置５１へ案内される前に新しいガス６５で処理される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 廃棄物の準備、特に予備乾燥のための装置を示す図である。
【図２】 任意に予備乾燥された廃棄物を処理するための装置の実施形態を示す制限されない図である。
【図３】 廃棄物の予備乾燥及びさらなる処理のための装置を示す図である。
【図４】 本発明に係る方法を実施するための装置の実施形態を示す制限されない図である。
【図５】 生成排出ガスを少なくとも部分的に再利用しながら廃棄物を処理するための装置を示す図である。
【符号の説明】
２１ 乾燥装置（ベッセル）
２３ 装置
２６，２９ ライン
２７ 廃棄物分離装置

Claims (38)

1. 炭化水素を含有する廃棄物を処理するための方法であって、前記廃棄物は、熱の間接的な供給によって乾燥装置内で加熱され、前記廃棄物は、前記乾燥装置内で移動され、かつ炭化水素は他の揮発性成分と共に除去され、前記炭化水素は他の揮発性成分と共にベッセルから少なくとも排出される方法において、
   温度４００℃以下の乾燥装置内で、前記炭化水素を制御された方法で分解し、
   前記炭化水素を、低揮発性の炭化水素から高揮発性の炭化水素への分解形態に分解し、かつ前記炭化水素の分解を、
   ・酸素、
   ・固体状及び／又は液体状及び／又は気体状過酸化物又は超酸化物、
   ・オゾン
   のうち一つ又は複数の化学的手段を、
   ・前記乾燥装置内に形成された排出ガスの組成、及び
   ・前記乾燥装置内で処理された廃棄物の温度、
   である制御変数に関して定義される、調整及び／又は制御された使用量の下で実施し、
   乾燥装置内で、廃棄物処理の間に乾燥空気を基準にして、２５体積％から５０体積％の酸素レベルを少なくとも一回調整することを特徴とする方法。
2. 請求項１に記載の方法において、
   前記廃棄物は、圧延スケールスラリー及び／又は研削スラリーであることを特徴である方法。
3. 請求項１または請求項２に記載の方法において、
   前記他の揮発性成分は、Ｈ _２ Ｏであることを特徴とする方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法において、
   前記炭化水素を、高分子量の炭化水素から低分子量の炭化水素への分解形態に分解することを特徴とする方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法において、
   前記酸素は、酸素／不活性ガス混合ガス、又は酸素富化空気及び／又は他の酸素キャリヤーからの酸素であることを特徴とする方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法において、
   前記固体状及び／又は液体状及び／又は気体状過酸化物又は超酸化物は、過酸化水素であることを特徴とする方法。
7. 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法において、
   処理されるべき前記廃棄物は金属成分を含むことを特徴とする方法。
8. 請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法において、
   前記炭化水素を分解するための化学的手段として、触媒が使用されることを特徴とする方法。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法において、
   前記炭化水素を分解するために、高エネルギー放射を放射手段として乾燥装置へ導入することを特徴とする方法。
10. 請求項９に記載の方法において、
    前記高エネルギー放射は、ＵＶ放射の形態であることを特徴とする方法。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の方法において、
    前記乾燥装置の処理チャンバのベッセルシェルを介して、又は前記乾燥装置の内部にある他のものを介して、間接的に熱を供給することを特徴とする方法。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の方法において、
    マイクロ波放射によって、間接的に熱を供給することを特徴とする方法。
13. 請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の方法において、
    投入材料を基準にして、３５０℃の最小温度を、前記乾燥装置内で確立することを特徴とする方法。
14. 請求項１３に記載の方法において、
    投入材料を基準にして、３００℃の最小温度を、前記乾燥装置内で確立することを特徴とする方法。
15. 請求項１４に記載の方法において、
    投入材料を基準にして、２７０℃の最小温度を、前記乾燥装置内で確立することを特徴とする方法。
16. 請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の方法において、
    前記乾燥装置内における処理の処理パラメータを、制御及び／又は調整することを特徴とする方法。
17. 請求項１６に記載の方法において、
    前記乾燥装置内における処理の処理パラメータは、前記乾燥装置内の移動強度、及び／又は前記乾燥装置内の熱容量、及び／又は前記廃棄物の温度、及び／又は前記炭化水素を分解するための放射手段の使用量であることを特徴とする方法。
18. 請求項１から請求項１７のいずれか一項に記載の方法において、
    前記廃棄物を、前記処理の前に、機械的に脱水、及び／又は、化学的及び／又は熱的に予備乾燥し、その処理の間に、吐出されるべき付加的な排出ガスが形成されることを特徴とする方法。
19. 請求項１８記載の方法において、
    前記熱的な予備乾燥を、任意のさらなる乾燥装置内で実施し、高揮発性成分を、低温の前記廃棄物から間接的な加熱により除去することを特徴とする方法。
20. 請求項１８又は１９記載の方法において、
    熱的な予備乾燥を、４０〜２００℃の温度で実施することを特徴とする方法。
21. 請求項２０記載の方法において、
    熱的な予備乾燥を、９０〜１１０℃の温度で実施することを特徴とする方法。
22. 請求項１から請求項２１のいずれか一項に記載の方法において、
    予め廃棄物分離された排出ガスは、熱及び／又は触媒作用による後燃焼を経ることを特徴とする方法。
23. 請求項２２記載の方法において、
    熱による又は触媒作用による後燃焼からのエネルギーを、一つ又は複数の乾燥装置を加熱するために用いることを特徴とする方法。
24. 請求項１から請求項２３のいずれか一項に記載の方法において、
    乾燥処理からの排出ガスの一酸化炭素含有量、及び／又は二酸化炭素含有量、及び／又は水素含有量、及び／又は酸素含有量、及び／又は炭化水素含有量を測定し、処理パラメータを測定された所定の変数に基づいて調整することを特徴とする方法。
25. 請求項１から請求項２４のいずれか一項に記載の方法において、
    酸素及び／又は水素濃度を制限する目的で、不活性ガスを用いて前記乾燥装置をパージすることを特徴とする方法。
26. 請求項２５に記載の方法において、
    前記不活性ガスは、窒素であることを特徴とする方法。
27. 炭化水素を含有する廃棄物を処理するための、請求項１から請求項２６のいずれか一項に記載の方法を実施するための装置であって、炭化水素を含有する廃棄物を、処理チャンバへ廃棄物を添加するための搬送装置と処理チャンバから処理された廃棄物を除去するための搬送装置とを備えた処理チャンバ内で、加熱するための間接的に加熱可能な乾燥装置（２１）を有し、かつ前記処理の間に形成されたガスを吐出するガスラインを有する装置において、
    酸素、酸素／不活性ガス混合ガス、又は酸素富化空気及び／又は他の酸素キャリヤー
    固体状及び／又は液体状及び／又は気体状過酸化物又は超酸化物、
    オゾン
    のうち一つ又は複数の化学的手段によって、廃棄物に含まれる低揮発性の炭化水素を高揮発性の炭化水素へ分解するための装置が、前記乾燥装置（２１）に設けられ、対応する制御装置によって、
    前記乾燥装置内に形成された排出ガスの組成、及び
    前記乾燥装置内で処理された廃棄物の温度、
    である制御変数に基づいて化学的手段の使用量を調整及び／又は制御し、
    乾燥装置内で、廃棄物処理の間に乾燥空気を基準にして、２５体積％から５０体積％の酸素レベルを少なくとも一回調整することができることを特徴とする装置。
28. 請求項２７記載の装置において、
    酸素キャリヤー及び／又は過酸化物／超酸化物キャリヤー及び／又はオゾンキャリヤーを前記乾燥装置の前記処理チャンバへ供給するための搬送手段が、前記炭化水素を分解するための装置として設けられていることを特徴とする装置。
29. 請求項２７又は請求項２８記載の装置において、
    前記乾燥装置の前記処理チャンバ内で前記廃棄物にＵＶ放射を照射するための放射源が、前記炭化水素を分解するための他の装置として設けられていることを特徴とする装置。
30. 請求項２７から請求項２９のいずれか一項に記載の装置において、
    キャリヤーガスを供給するためのラインが、前記乾燥装置に設けられていることを特徴とする装置。
31. 請求項３０に記載の装置において、
    前記キャリヤーガスは、不活性ガスであることを特徴とする装置。
32. 請求項２７から請求項３１のいずれか一項に記載の装置において、
    前記廃棄物を移動させるための装置が前記乾燥装置に設けられ、かつ／又は、処理空間自身内が回転可能に構成されていることを特徴とする装置。
33. 請求項２７から請求項３２のいずれか一項に記載の装置において、
    前記処理チャンバから発生するガスを廃棄物分離するための、断熱された及び／又は間接的に加熱可能な廃棄物分離装置（２７）が設けられていることを特徴とする装置。
34. 請求項３３に記載の装置において、
    前記廃棄物分離装置は、その一方でいくつかの断熱された及び／又は付加的に加熱可能なライン（２６，２９）を介して前記乾燥装置に接続され、その他方で前記乾燥装置から抽出されたガスを処理するためのさらなる装置へ接続されていることを特徴とする装置。
35. 請求項２７から請求項３４のいずれか一項に記載の装置において、
    前記処理チャンバ内の廃棄物のいかなる粘結炭をも分離し、かつ凝集物の形成を減少させる自由に移動可能な胴部が、前記乾燥装置（２１）内に設けられていることを特徴とする装置。
36. 請求項３５に記載の装置において、
    前記処理チャンバ内の廃棄物のいかなる粘結炭をも分離し、かつ凝集物の形成を減少させる攪拌器が、前記乾燥装置（２１）内に設けられていることを特徴とする装置。
37. 請求項２７から請求項３６のいずれか一項に記載の装置において、
    吐出されるべきガスの温度及び／又は組成、及び／又は前記ベッセル内の温度を決定し得る一つ又は複数のプローブ及び／又はセンサーが、
    ・前記処理チャンバ内で形成されたガスを吐出するためのガス吐出ライン、及び／又は
    ・前記乾燥装置
    に設けられていることを特徴とする装置。
38. 請求項２７から請求項３７のいずれか一項に記載の装置において、
    前記乾燥装置を間接的に加熱するための装置、及び／又は前記処理チャンバ内の前記廃棄物を移動させるための装置（２３）が、調整可能に構成されていることを特徴とする装置。

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