JPH10513255A

JPH10513255A - 廃棄物処理及び資源回収を行うための同調可能な自己駆動型の一体化されたアークプラズマ／メルターガラス化システム

Info

Publication number: JPH10513255A
Application number: JP8524310A
Authority: JP
Inventors: タイタス，チャールズ・エイチ; コーン，ダニエル・アール; スーマ，ジェフリー・イー
Original assignee: バッテル・メモリアル・インスティチュート; タイタス，チャールズ・エイチ; コーン，ダニエル・アール
Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1998-12-15
Also published as: ATE239067T1; AU711952B2; US6160238A; US5756957A; US6037560A; CA2212152A1; DE69627822T2; EP0807154A2; MX9705905A; US5798497A; DE69627822D1; US5811752A; ES2199287T3; US5908564A; CN1130441C; NZ305522A; WO1996024441A2; EP0807154B1; AU6347096A; WO1996024441A3

Abstract

(57)【要約】本発明は、比較的コンパクトで自己駆動型の同調可能な廃棄物転換システム及び装置を提供する。本システム及び装置は、作動が極めて安定しているという利点を有しており、広範囲の廃棄物の流れを、単一の箇所で、有用なガス、及び、非浸出性の安定な固体産物に完全に又はほぼ完全に転換し、その結果、空気の汚染を減少させて、空気品質の基準に合致させる。本システムは、廃棄物を高品質の可燃性ガスに高効率で転換させることができると共に、高効率のガスタービン又は内燃機関によって、可燃性ガスを電気に高効率で転換することができる。固体産物は、種々の商業的な用途に適している。また、安全で安定な固体産物の流れである固体産物の流れは、有害物質として特に考慮することなく、廃棄することができる。本発明の好ましい実施例においては、アークプラズマ炉及びジュール加熱メルターが、完全に一体化された装置として形成されて、共通の溶融物プールと共に回路構造を形成する。この回路構造は、装置のアークプラズマ部分及びジュール加熱部分を、互いに干渉させることなく、独立的に且つ同時に制御することができる。本発明の実施例の好ましい形態は、２つのアークプラズマ電極を使用し、また、共通の溶融物プールのために細長いチャンバを使用しており、これにより、溶融物プールは、上記電極の間に導電路を形成することができる。本装置は、また、転換プロセスによって発生されたガスを少量用いることにより、あるいは、そのようなガスを全く用いることなく、使用することもできる。本装置は、自己駆動型の装置として、あるいは、補助燃料を使用することにより所定レベルの発電を行うことのできる純粋な発電設備として、使用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】廃棄物処理及び資源回収を行うための同調可能な自己駆動型の一体化されたアークプラズマ／メルターガラス化システム技術分野本発明は、一般的に、廃棄物の転換に関し、より詳細には、同調可能な廃棄物処理及び発電設備をもたらすように一体化されたシステムとして組み合わされた制御可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルターに関する。発明の背景都市固形廃棄物（ＭＳＷ）及び他の廃棄物の投棄又は廃棄は、埋め立て地のスペースの制約、及び、新しい焼却炉又は焼却設備の設置に関する問題のために、開口数十年にわたって大きな問題になっている。また、環境に関する認識が高まった結果、固形廃棄物の投棄を適正に取り扱うという大きな関心が、多くの大都市領域において、また、国全体として生じている。例えば、ＵＳＡＥＰＡ，ｔｈｅＳｏｌｉｄＷａｓｔｅＤｉｌｅｍｍａ：ＡｎＡｇｅｎｄａｆｏｒＡｃｔｉｏｎ，ＥＰＡ／５３０−ＳＷ−８９−０１９，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．（１９８９）を参照のこと。焼却及びコジェネレーションによってＭＳＷの体積を減少させ、また、ＭＳＷのエネルギを回収しようとする試みが行われてきた。廃棄物からエネルギへの標準的な焼却炉は、廃棄物流れの中の固体可燃部分を処理して、蒸気タービンを駆動する蒸気を発生させ、燃焼プロセスの結果として、灰分廃棄物を発生させる。一般的に、灰分は、大都市の埋め立て地に埋められる。しかしながら、現在の傾向、及び、最近の規則は、そのような物質を有害廃棄物を許容する埋め立て地まで輸送することを要求している。これは、灰分の廃棄コストをかなり増大させることになる。また、埋め立て地からのガス排出物、及び、地下水の汚染の可能性に関して市民の関心が高まっている。焼却炉システムに伴う別の欠点は、大量のガス排出物が発生し、これにより、規制当局が提示する要件を満たすように放出物のレベルを減少させるための経費のかかる空気汚染制御装置が必要となる。焼却炉システムに伴う欠点を解消するために、アークプラズマトーチを利用して有害廃棄物を分解しようとする試みが従来技術で行われてきた。プラズマアークトーチを用いると、ある種の運転条件では、従来の焼却炉又は燃焼プロセスよりも優れた利点がもたらされる。その理由は、プラズマアークトーチから発生する気体状産物の体積は、代表的な焼却又は燃焼の間に発生する体積よりもかなり少なくなり、また、気体状の産物の中の有害物質の量が少なくなり、更に、ある環境においては、廃棄物をガラス化することができるからである。例えば、米国特許第５，２８０，７５７号（Ｃａｒｔｅｒｅｔａｌ．）は、プラズマアークトーチを反応槽の中で用いて、都市固形廃棄物をガス化することを開示している。これにより、中程度の品質のガス、及び、有毒成分の浸出性が低いスラグを含む産物が発生する。米国特許第４，６４４，８７７号（Ｂａｒｔｏｎｅｔａｌ．）は、プラズマアークトーチを用いてポリ塩化ビフェニール（ＰＣＢ）を熱分解する技術に関係する。廃棄物は、プラズマアークトーチによって霧化され且つイオン化され、次に、反応室の中で冷却されてガス及び微粒子物質と再結合する。米国特許第４，４３１，６１２号（Ｂｅｌｌｅｔａｌ．）は、ＰＣＢの如き有害廃棄物を処理するための、中空グラファイト電極トランスファ型アークプラズマ炉を開示している。鉛で汚染された土壌、及び、電池廃棄物を改善するためのプロセスが、米国特許第５，２８４，５０３号（Ｂｉｔｌｅｒｅｔａｌ．）に開示されている。ガラス化されたスラグが、上記土壌から形成される。廃棄電池のケーシングから形成される可燃性ガス及び気化した鉛は、通常の溶融炉に搬送されてその燃料として使用されるのが好ましい。Ｂａｒｔｏｎｅｔａｌ．、Ｂｅｌｌｅｔａｌ．、及び、Ｂｉｔｌｅｒｅｔａｌ．によって提案されたシステムは、大きな欠点を有している。例えば、そのような欠点としては、広範囲の廃棄物原料に関して高品質で非浸出性のガラス産物を確実に形成するためには、加熱、混合、及び、滞留時間が不十分であることが挙げられる。また、炉床の寸法、及び、フィーダの設計が大幅に制約される。その理由は、炉壁を、唯一の熱源であるアークプラズマに比較的接近させなければならないからである。炉床の寸法の制約により、高い熱応力が炉壁に生ずることが多い。金属電極を備える従来技術のアークプラズマ炉は、高いＤＣ電流で使用した場合に、電極の寿命が短いという制限もある。従って、より大きなパワー出力を得るためには、アークを長くすることにより、アークの電位を上昇させなければならない。これは、炉の側壁に対する輻射熱損失を生じ、また、金属電極（トーチ）を非効果的にする。また、冷たい非導電性の物質を処理する時には、そのようなアークプラズマシステムの起動及び再起動の際に、従来技術のトランスファアークプラズマには困難性が伴うことが多い。従って、そのような従来技術の試みは有用ではあるが、有害な気体排出物を極力少なくし、広範囲の固形廃棄物を有用なエネルギに転換し、更に、商業的な用途に関して安全且つ安定な形態の、あるいは、投棄するために有害廃棄物として特に考慮する必要のない産物の流れを生ずる、堅固で、操作が容易な廃棄物転換システムに対する需要が依然として当業界には存在する。従って、広範囲の廃棄物を処理して有用なエネルギ及び安定な産物に転換し、同時に、有害な気体排出物を極めて少なくし、これにより、従来技術の欠点を解消するような、堅固で、ユーザーフレンドリーで、且つ、高い柔軟性を有する方法及び装置を提供することが望ましい。発明の概要本発明の目的は、都市廃棄物及び産業廃棄物の如き固形廃棄物を有用なエネルギへの転換を、空気汚染を大幅に低減しながら高めるための方法及び装置を提供することである。本発明の別の目的は、広範囲の廃棄物を有用な商業製品、又は、廃棄するのに適した安全で且つ安定な製品に転換するための方法及び装置を提供することである。本発明の別の目的は、別個の制御可能なアークプラズマ及びジュール加熱メルターを一体化されたシステムとして組み合わせて用いることによって、廃棄物を転換するための方法及び装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、加熱された物質を一体化されたシステムとして直接結合されたジュール加熱メルターに与えるアークプラズマを用いて、廃棄物を転換するための方法及び装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、完全に一体化されたジュール加熱メルター及びアークプラズマ装置を用いて、廃棄物を転換するための方法及び装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、完全に一体化されたシステムになったジュール加熱メルター及びアークプラズマを、共通の溶融物プールによって、互いに独立したパワー制御によって同時に作動させることにより、廃棄物を転換するための方法及び装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、ジュール加熱メルター及びアークプラズマを一体化されたシステムとして組み合わせて使用することにより、廃棄物をガラス化するための方法及び装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、高速熱分解を用いて廃棄物を転換し、これにより、燃焼に適した高純度のガスを発生させるための方法及び装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、小型で高効率のガスタービン又は内燃機関によって発電を行うことのできるガス燃料に廃棄物を高効率で転換するための方法及び装置を提供することである。本発明の更に別の目的は、自己駆動型の廃棄物転換装置、あるいは、、天然ガス、ジーゼル燃料又は他の燃料の如き補助燃料をガスタービン又は内燃機関で種々の量で用いることにより外部で使用される与えられたレベルの電力を発生することのできる廃棄物転換装置を提供することである。本発明の上記及び他の目的は、都市固形廃棄物（ＭＳＷ）、産業廃棄物又は他の形態の廃棄物を処理して、商業的に利用可能な、あるいは、環境を害することなく廃棄可能な非浸出性の安定な製品にすることのできるシステムによって達成される。このシステムは、また、空気の排出物を極めて少なくすると共に、発電に有用なガス産物の生産量を極めて大きくする。本発明は、廃棄物からエネルギへのコンパクトな処理装置を提供し、この装置は、単一の箇所において、廃棄物を有用なガス及び有用な産物の流れに完全に又はほぼ完全に転換するという利点を有している。また、上記産物の流れは、種々の商業的な用途に利用することができる。また、安全で安定な廃棄物の形態である上記産物の流れは、廃棄又は投棄する際に有害性に関して特別な考慮をする必要がない。上記プラズマ炉及びジュール加熱メルターをガスタービン又は内燃機関による発電装置と一体化されたシステムとして組み合わせることにより、自己駆動型の廃棄物処理及び発電設備が提供され、この設備は、比較的小さなモジュールユニットとして設置することができ、また、大量の都市固形廃棄物を取り扱うように容易にスケールアップすることができる。基本的な処理装置は、廃棄物を加熱するためのＤＣ電極又はＡＣ電極のアークプラズマを備えており、また、溶融物プールのためのジュール加熱機能も備えている。単数又は複数の電極アークは、グラファイトから形成された単数又は複数のＤＣ電極アークであるのが好ましい。ＤＣアーク電極を特殊な電気回路と組み合わせて用いることにより、アークプラズマ及びジュール加熱メルターを同時に且つ別個に制御することができる。アークプラズマ及びジュール加熱メルターの基本的な運転モードは、熱分解（酸素剥奪作用）である。好ましい実施例においては、システムは、高速熱分解が起こり、これにより、他の熱分解方法に比較してより高い純度のガスを発生させるように運転される。本発明の一実施例は、アークプラズマ炉と、該アークプラズマ炉に結合されたジュール加熱メルターの組み合わせを用いており、上記アークプラズマ炉は、加熱された物質を上記ジュール加熱メルターに供給する。誘導加熱コイル及び／又は混合コイルを用いて、溶融物プールに追加の加熱及び／又は混合を与えることができる。本発明の別の好ましい実施例においては、アークプラズマ要素及びジュール加熱メルター要素は、共通の溶融物プールと共に完全に一体化され、これにより、本システムは、上記２つの要素の作動を同時に且つ別個に制御することができる（すなわち、同調可能である）。上記アークプラズマは、単数又は複数のグラファイト電極と溶融物質との間で生ずる。グラファイトは、金属よりも好ましいアーク電極材料であり、その理由は、グラファイト電極は、プロセスを単純化するからであり、また、グラファイトは、プラズマトーチの中で金属電極よりもかなり高い電流容量を有しているからである。また、グラファイト電極は、金属電極のプラズマトーチシステムの頻繁なチップの交換に比較して、メンテナンスが少なくて済む。しかしながら、タングステン又は同等の材料の如き他の金属元素を電極材料として用いることができることを理解する必要がある。同調可能な一体化されたシステムは、柔軟性及び有効性を極めて高くする電気的及び機械的な設計上の特徴を有している。本発明のこの実施例の利点としては、特に限定するものではないが、種々の物質を高品質で安定な非浸出性のガラスにガラス化するための処理速度が大きいこと、及び、一体化されたシステムにより空間所要量が減少されることが挙げられる。ジュール加熱メルターは、深い容積加熱を行い、また、溶融物プール全体にわたって一定の温度を維持して、均一な混合特性を与え、これにより、均質で高品質なガラス産物を生じさせる。アークプラズマは、必要とされる表面の輻射加熱を行って、極めて効率的に且つ他の技術よりも十分に大きな速度で、原料物質を処理する。アークプラズマ及びジュール加熱メルターの同時に且つ独立的に制御可能な運転は、アークメルターの所定の形態及び電気回路によって行われる。特に限定するものではないが、アークプラズマは、ＤＣアークによって作動されるのが好ましく、また、ジュール加熱メルターは、ＡＣ電源によって作動されるのが好ましい。ＤＣアーク、及び、ＡＣ駆動されるジュール加熱メルターの構造は、各々の要素を別個に制御して作動させる機能を確保する。メルターをアークプラズマと組み合わせて用いることにより、従来技術の技術よりもより均一な加熱が行われる。また、ジュール加熱ガラスメルターにより与えられる深い容積加熱（深部加熱）は、運転を容易にする。また、上記容積加熱は、廃棄物を通る導通路を使用するアークプラズマの迅速な再起動を行うために、廃棄物の中に十分な導電性を維持するために必要な一定の熱源も提供する。更に、完全に一体化されたシステムは、炉壁をアークプラズマから遠くへ離すことを可能にし、その理由は、追加の熱源が設けられているからである。アークプラズマから炉壁が離れる距離が増大することにより、原料の選択肢が増大し、また、炉のライニングに対する熱応力が減少する。本発明は、また、非常に広範囲のアークプラズマ及びジュール加熱のパワーレベルを有する長寿命の電極を使用することを可能にする。アークプラズマ及びジュール加熱メルターのパワー（出力）を別個に制御することにより、表面及び深部の加熱を連続的に同調可能に混合することができ、そのような混合は、種々の運転モードに対して最適化することができる。例えば、ガラスを注入するために又はガラスプールの温度を維持するために、追加の加熱が必要となることがあり、一方、原料供給を開始する際には、追加の表面加熱が必要になることがある。また、表面加熱及び深部加熱を種々に混合することは、種々の廃棄物にとって妥当である。深部加熱に対する表面加熱の比率は、例えば、大量の金属及び高温材料を含む産業廃棄物に比較して、都市廃棄物では小さくなる。本発明に従って製造される高品質のガラス化された産物は、種々の用途で使用することができる。例えば、ガラス化された産物を破砕して、道路等に使用するアスファルトに組み込むことができる。また、ガラス化された産物は、シンダー又は建築用ブロックの代わりに使用することができ、これにより、ブロックの中への水の吸収を極めて少なくすることができる。更に、ガラス化された産物は、従来技術のガラス化された産物に比較して十分に体積が減少した最終的な形態に固化させることができる。この固化された形態は、健康上の危険性又は環境への危険性がなく、廃棄するのに適している。本発明の重要な目的の中の幾つかを上に説明した。これらの目的は、本発明の優れた特徴及び用途の中の例に過ぎないことを理解する必要がある。他の多くの有益は結果は、後に説明するように本発明を種々の態様で変更して、上に開示した本発明を応用することにより、得ることができる。従って、本発明の別の目的及びより十分な理解は、以下の「好ましい実施例の詳細な説明」を参照することにより明らかとなろう。図面の簡単な説明本発明のより十分な理解を図るために、添付図面と共に以下の説明を参照されたい。図面において、図１（ａ）は、本発明に使用するのに適したプロセス及び装置を示す概略的な流れ図であって、アークプラズマが、直接的に結合された一体型の装置のメルターに加熱された物質を与えている状態を示している。図１（ｂ）は、本発明の別の実施例に使用するのに適したプロセス及び装置を示す概略的な流れ図であって、図１（ａ）に示す燃焼器及びガスタービンエンジンが、火花点火内燃機関又はジーゼル内燃機関で置き換えられている状態を示している。図２（ａ）乃至図２（ｅ）は、本発明により直接的に結合されたアークプラズマ炉及びジュール加熱型のメルターを示している。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図２（ａ）乃至図２（ｅ）に示すアーク炉のアークプラズマ部分及びジュール加熱型のメルターの構造だけに関するＤＣ電気システム構造を示している。図４（ａ）は、本発明のアークプラズマ炉及びジュール加熱型のメルターの別の好ましい実施例を示しており、炉及びメルターが、共通の溶融物の浴によって完全に一体化された装置として形成されている状態を示している。図４（ｂ）は、完全に一体化されたアークプラズマ炉及びメルターを示しており、メルター部分の電極が、アークプラズマ／メルター装置の垂直部分に対して角度をなして位置決めされている状態を示している。図４（ｃ）は、図４（ａ）の完全に一体化された装置を本発明により誘導加熱及び混合を行う磁気コイルと共に示している。図４（ｄ）は、本発明の別の実施例による二次サーマルブーストを備えた図４（ａ）の完全に一体化された装置を示している。図５は、別個に制御可能な電力供給システムを備えた、完全に一体化されたアークプラズマ炉及びジュール加熱型のメルターから成る装置を示している。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図５に示す完全に一体化された装置に使用されるＡＣ電気システム及びＤＣ電気システムをそれぞれ示している。図７（ａ）及び図７（ｂ）は、電極の形態、及び、図５に示す完全に一体化された装置の幾何学的形状を示す平面図である。図８は、図５に示す一体化された装置に従ってＡＣ及びＤＣを共に導くＡＣ電極の一部に接続することのできる回路図を示している。図面の数葉の図を通じて、同様な参照符号は、同様の部品を示している。好ましい実施例の詳細な説明ここで図１（ａ）を参照すると、本発明に従って使用するのに適したプロセス及び装置の概略図が示されている。装置１０は、一次処理ユニットを備えており、この一次処理ユニットは、アークプラズマ炉１２と、溶融室３２とを有している。図２に詳細に示すように、アークプラズマ炉１２は、この炉の中に存在する酸素の量を調節することができるように構成されている。炉１２は、頂部１２ａと、底部１２ｂと、側部１２ｃ、１２ｄとを備えている。また、炉１２は、図１に参照符号１４、１６、１８、２０ａでそれぞれ示すように、少なくとも４つのポートを備えるのが好ましい。本明細書で説明するように、開口１４は、アーク炉１２の中で形成されたガスを当該開口１４を通して燃料ガスライン３０に排出して、燃料ガスとして使用するために処理できるようにする。開口すなわちガス排出ポート１４は、可燃性ガスの排出を調節することのできる通常の任意の材料から形成することができる。例えば、特に限定するものではないが、炉１２からのガスの排出は、開口１４に設けられる流量調整弁又は同等のものによって調節することができる。ガス排出ポート１４は、炉１２の頂部１２ａに又は該頂部の付近に設けられるのが好ましい。そうではなく、ガス排出ポート１４は、図２に示すように、チャンバ３２の中に設けることができる。図１（ａ）、図１（ｂ）、並びに、図２（ａ）乃至図２（ｅ）に更に示すように、開口１６は、炉１２の中で形成されたスラグ又はガラス物質がジュール加熱型のメルター（溶融室）３２の中に流れるのを許容する。開口すなわちポート１６を通る流れは、図２に示す如き傾斜壁１２ｄを有するように炉１２を構成することによって、調節するのが好ましい。このようにすると、スラグ物質３６は、スラグ３６が壁部１２ｄを越えてメルター３２に流入する所定レベルに到達するまで、炉１２の中に溜まる。特に限定するものではないが、壁部１２ｄは、図２に示すように、約４５°の角度で形成することができる。スラグが壁部１２ｄを越えてメルター３２に流入し始めるレベルは、炉の中の所望の滞留時間、及び、廃棄物の供給速度に基づいて決定される。また、この構造は、ガラスを連続的に除去することを許容すると同時に、ガスの流入又は流出を阻止する。開口すなわち金属排出ポート１８は、炉１２の中で形成されて該炉の中に溜まった金属を排出して、炉１２の中に形成されたガス及びスラグから分離することを許容する。排出ポート１８は、炉１２からの溶融金属物質の排出を調節することができる任意の態様で構成されている。例えば、流量調整弁又は流量調整機器を用いて、排出ポート１８を通って金属コレクタ２８に流れる流れを調節することができる。開口１６は、図１及び図２に示すように、炉１２の側部１２ｄに設けられ、また、金属排出ポート１８は、炉１２の底部１２ｂに又は該底部付近に設けられるのが好ましい。特に限定するものではないが、炉１２は、図２に示すように底部１２ｂが傾斜するように、設計することができる。廃棄物入口ポート２０ａが設けられており、これにより、廃棄物２６は、廃棄物供給装置２０からポート２０ａを通って炉１２の中に調節された状態で供給される。特に限定するものではないが、ポート２０ａは、廃棄物２６の供給量を監視するための流量調整弁又は同様なものを備えることができる。供給装置２０は、この供給装置を通して炉の中に空気を入れないものであれば、都市固形廃棄物、あるいは、他の廃棄物（例えば、有害廃棄物、病院廃棄物、焼却炉等からの焼却灰）を炉１２に供給することのできる任意のタイプの通常の供給装置とすることができる。図１（ａ）に示すように、炉１２は、図１（ａ）に示す如き空気入口ポート又はガス入口ポート１２ｅのような追加のポートを備えることができる。空気（又はガス）入口ポート１２ｅは、流量調整弁又は同様な流量調節装置を含んでいる。ポート１２ｅは、図１（ａ）に示すように、スラグ物質３６付近のレベル（高さ）において炉壁を貫通するように位置決めされるのが好ましい。このようにすると、空気５０ｂ（所定量の蒸気８０を含むことができる）が、転換プロセスの間に、調節された流量及び時間で炉１２に注入されて、炉から出るガスの組成を調節する。また、空気及び／又は蒸気を開口１２ｅを介して導入して、原料物質の中の総ての炭素が炭素含有ガス（例えば、ＣＯ、ＣＯ₂、Ｈ₂、ＣＨ₄等）に確実に転換されるようにすることができる。これにより、炭素が炭素含有ガスに完全に転換されない場合に生ずるプロセスの間のチャーリング（焦げ付き）の量が減少する。耐火物２４を用いて炉１２をライニングする。耐火物２４は、約３，０００° Ｃを超える温度を取り扱うことのできる適宜な材料から形成することができる。例えば、特に限定するものではないが、炉１２、及び、耐火物２４の一部は、セラミック又はグラファイトから形成することができる。炉１２は、グラファイトから形成されるのが好ましい単数又は複数の電極２２を備えている。電極材料としては、金属ではなくグラファイトを用いるのが好ましく、その理由は、グラファイト電極は、プロセスを単純化すると共に、金属トーチで使用されるものよりもかなり高い電流容量を有しているからである。また、グラファイト電極は、金属トーチ装置の頻繁なチップ交換に比較して、メンテナンスの頻度が低い。炉のプリナムにおける条件は、部分酸化環境、及び、下式の水／ガスの反応を促進する条件の両方を含むことが予測されるので、Ｃ＋Ｈ₂Ｏ → ＣＯ＋Ｈ₂（６００−１，０００°Ｃにおいて）特別な対策を講じなければ、グラファイトの消耗量は許容できないものとなるであろう。従って、グラファイト電極２２を、ジルコニア、炭化ケイ素、窒化ホウ素、又は、他の保護膜で被覆して、グラファイトの消耗量を最小限にして耐用寿命を延ばすことが好ましい。例えば、炭素質物質を含む都市固形廃棄物を炉１２に供給する場合には、高い吸熱反応が起こって、可燃性物質を燃料ガスに転換し、また、不燃性物質をスラグに転換するためには、約６００ｋＷ−ｈ／トン（都市固形廃棄物量）を必要とする。単一の又は複数の電極２２を炉１２の中のＡＣアーク（交流アーク）又はＤＣアーク（直流アーク）で作動させることができる。しかしながら、炉１２の中ではＡＣアークではなくＤＣアークを用いるのが好ましく、その理由は、ＤＣアークを用いると、アークの安定性が向上し、また、電極の消耗を低減することができるからである。炉１２の底部に溜まる金属は、金属排出ポート１８を介して除去することができる。炉１２は、また、１又はそれ以上の電極８６ａ、８６ｂを備えることができ、これら電極は、炉１２の底部１２ｂに又は該底部付近に設けられるのが好ましい。頂部３２ａ、底部３２ｂ及び側部３２ｃ、３２ｄを備える溶融室（溶融チャンバ）３２は、ジュール加熱型であって、炉１２に直接接続されるのが好ましい。ジュール加熱型のメルター３２は、ＡＣ電源（交流電源）又はＤＣ電源（直流電源）を用いて加熱される。好ましい実施例においては、ジュール加熱型のメルター３２は、ＡＣ電源で加熱され、一方、アーク電極２２は、ＤＣ電源を用いる。スラグ３６を適正な温度に維持するためのエネルギ所要量は、メルターの外側面からの熱損失に等しい。これは、極めて小さいことが証明されている。すなわち、適正に設計された溶融チャンバに関して、約２０−３０ｋＷ／ｍ²（スラグ又はガラスの表面積）である。メルター３２をアーク炉１２に接近して接続する利点の１つは、メルター３２が、追加の溶融体積をもたらし、これにより、プロセスの滞留時間を長くすると共に、ジュール加熱型のメルターの底部の電極に金属が短絡することを防止できるということである。これにより、より均質なスラグ又はガラス産物が生じ、これをスラグ排出ポート８２によって装置１０から取り出すことができる。耐火物３４が、ジュール加熱型のメルター３２のライニングとして作用する。耐火物は、約１，６００°Ｃの温度に耐えることのできる任意の材料から形成することができる。例えば、耐火物３４は、セラミック又は同様な材料から形成することができる。電極３８ａ、３８ｂは、スラグ３６がメルター３２に入った時に電極３８ａ、３８ｂがスラグの中に埋没するように、メルター３２の中で位置決めされるのが好ましい。例えば、図１及び図２に示すように、電極３８ａをメルター３２の一側部３２ｂに置き、一方、電極３８ｂをメルター３２の反対側の側部３２ｃに置いて、ＡＣ電流（交流電流）又はＤＣ電流（直流電流）が上記両電極の間を流れることができるようにする。電極３８ａ、３８ｂは、メルター３２の底部３２ｄに又は該底部付近に設けられるのが好ましい。しかしながら、十分な電流がスラグ３６を通ることができる限り、任意の構造の電極３８ａ、３８ｂを本発明に従って使用することができることに注意する必要がある。また、メルター３２は、図２（ａ）乃至図２（ｅ）に示すような追加の電極３８ｃも備えることができることに注意する必要がある。メルター３２は、補助ヒータ装置９０も備えることができる。図２（ａ）乃至図２（ｅ）に示すように、補助ヒータ９０は、１又はそれ以上のヒータ９２と、導管９８と、スラグ注入導管９４と、ポート９６と、スラグコレクタ１００とを備えている。特に限定するものではないが、図２（ａ）乃至図２（ｅ）は、補助ヒータ装置９０の中に導管９８を位置決めするための幾つかの代替的な構造を示している。スラグ３６は、メルター３２から導管９８を通って流れ、そこでヒータ９２によって加熱される。スラグ３６は、次に、スラグ注入導管９４を通ってポート９６へ流れ、そこからスラグコレクタ１００へ排出される。ポート９６は、加熱装置９０からのスラグ３６の排出量を調節するための流量調整弁又は同等な手段を備えることができる。補助ヒータ装置９０は、メルターの中のスラグのレベルを維持するためにスラグの粘度を低下させることが望まれる場合に、使用される。補助ヒータ装置は、また、スラグがスラグ容器の中に落下する前にスラグ排出口に接近する際の熱損失を補償する。従って、図２に示すように、スラグは、容器８４及び／又は１００の中に溜めることができる。有害廃棄物を処理している時には、容器２８、８４、１００をポート１８、８２、９６に対してそれぞれ密封して接続し、これらポートを通って空気及び／又はガスが装置に流入又は装置から流出しないようにするのが望ましい。ここで、本発明のプロセスを説明する。廃棄物２６が、供給装置２０から入口ポート２０ａを介して炉１２に供給される。上述のように、アーク炉１２は、ＤＣアークで作動する単数又は複数のグラファイト電極２２を備えるのが好ましい。この構成は、固形廃棄物を処理してガラス又はスラグ及び有用なガスにするのに特に適している。炉１２の中のアーク２１６は、原料物質２６に直接接触するように設計されるのが好ましい。三相ＡＣ電源をＤＣ電源に変換してアーク炉１２の中に安定なＤＣアークを発生させてこれを維持するために、２つのタイプの電源構造が本発明に使用するのに適している。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、図２に示すアーク炉のアークプラズマ部分及び、ジュール加熱型のメルター構造のためだけのＤＣ電源装置の構造を示している。この複合装置のジュール加熱型のメルター部分は、ＰａｃｉｆｉｃＮｏｒｔｈｗｅｓｔＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ又はＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｎｅｒｇｙによって現在有用に使用されているような通常のＡＣ電源装置を利用することができる。図３（ａ）に示すように、「フローティング」ダイオード又は「クランピング」ダイオード２１２を有する通常のブリッジ形三相サイリスタ整流器２００が示されている。変圧器の二次巻線２０４が、第１位相２０２ａの整流を行うサイリスタ２０６ａ、２０６ｂにＡＣ電圧を与える。同様に、変圧器の二次巻線２０４は、第２位相２０２ｂの整流を行うサイリスタ２０６ｃ、２０６ｄにＡＣ電圧を与え、変圧器の二次巻線２０４は、第３位相２０２ｃの整流を行うサイリスタ２０６ｅ、２０６ｆにＡＣ電圧を与える。このようにして、図３（ａ）に参照符号２０８で示される整流された位相が、点２１０ａ、２１０ｂの前後に与えられる。「クランピング」ダイオード２１２は、ブリッジ整流器の（＋）２１８及び（ −）２２０の出力側の間に接続されている。インダクタ２１４が、「クランピング」ダイオード２１２とアーク炉１２との間の非接地出力ケーブルに直列に接続されている。インダクタ２１４を用いて、アーク炉１２の作動の間に安定なアーク２１６を維持するために頻繁に必要とされる過渡電圧を供給する。「クランピング」ダイオード２１２の機能は、ＤＣアーク２１６の電圧が整流器の開路電圧を超えた時に、インダクタ２１４から電流を流すための通路を提供することである。次に、図３（ｂ）を参照すると、三相ＡＣ電源をＤＣ電源に変換する本発明に使用するのに適した別の通常の回路２３０が示されている。このタイプの回路は、炉１２の中にＤＣアーク２１６を維持する際に使用するのに適しており、ＤＣアーク溶接装置で頻繁に使用される。この回路においては、図３（ｂ）に示すように、可飽和リアクタ２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃが、３つのＡＣ変圧器二次巻線の各々と及び三相ダイオード整流ブリッジとに直列に接続されている。可飽和リアクタ２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃの機能は、変圧器とダイオード整流器のＡＣ入力側との間のＡＣ電流路のインピーダンスを変え、これにより、アーク電圧がかなり急速に変動する場合でも、アーク２１６に所望量のＤＣ電流を維持する手段を提供することである。図３（ｂ）に示す回路２３０の変圧器の二次巻線２０４は、Ｙ形またはΔ形にすることができる。二次巻線２０４がＹ形である場合には、一次巻線（図３（ｂ）には示していない）は、Δ形、あるいは、中立帰線を有する又は有しないＹ形でなければならない。「クランピング」ダイオードは、必ずしも、図３（ｂ）に示すタイプの回路である必要はなく、その理由は、ブリッジ整流器におけるダイオードがその機能を果たすからである。インダクタ２１４は、炉１２の中に安定なＤＣアーク２１６を維持するために必要な過渡的なアーク電圧を供給するために使用される。サイリスタ形又は可飽和リアクタ形の整流器は、通常はＤＣアーク電圧を超える十分に高いＤＣ開路電圧を有することが重要である。また、いずれのタイプの電源も、予め選択された大きさのＤＣ電流を保持することができなければならず、上記アーク電圧は、該アーク電圧が急速に変動している場合でも、０から通常の開路整流器電圧の少なくとも９０％の範囲になければならない。アーク炉１２が、ＤＣ電源ではなくＡＣ電源で駆動される場合には、図３（ｂ）に示す可飽和リアクタ形の回路が好ましい。その理由は、そのような回路は、通常のサイリスタ形のＡＣスイッチよりも高いアークの安定性をもたらすからである。アークとの接触、及び、廃棄物２６の中に存在する金属の比重により、炉１２の中には、３つの相又は層、すなわち、金属層、スラグ層及びガス層が形成される。アーク炉１２は、原料廃棄物の組成に基づいて、約１，４００−２，０００ °Ｃの範囲の温度で、好ましくは、約１，５５０−１，６００°Ｃの範囲の温度で作動する。アークプラズマは、約３，５００−４，５００°Ｃの温度範囲で作動する。金属層すなわち相８８は、重力分離によって、十分な量が溜まるまで、炉床１２ａの底部に蓄積される。次に、金属８８は、排出ポート１８を介して別個の容器の中に排出される。上述のように、ポート１８は、約１，４００−２，０００ °Ｃの温度範囲の金属を処理することのできる適宜な材料から形成することができる。ポート１８は、また、炉１２からの金属８８の排出量を調節するための流量調整弁又は同様な手段を備えることができる。アーク炉１２の中で発生したガラス又はスラグ３６は、堰の下を通過して、炉１２に接続されているジュール加熱型のメルター３２に入る。ジュール加熱型のメルター３２の中の運転温度は、スラグの組成及び性質に応じて変化するが、メルター３２は、約１，２００−１，６００°Ｃで運転されるのが好ましい。炉１２及びメルター３２の中の第１の運転モードは、熱分解である。しかしながら、大量の可燃性物質の処理を支援するために、部分酸化モードでの運転が必要とされる場合がある。図１に更に示すように、装置１０は、また、タービン５６と、発電機６０と、該発電機にアーク炉／メルターユニットを接続するために必要な機器とを備えている。例えば、装置１０は、熱風清浄器４０と、排熱回収装置７２と、空気４８及び水６８の注入装置とを備えるのが好ましい。図１（ａ）には示されていないが、廃棄物２６を炉１２に供給する前に、供給装置２０において廃棄物２６の原料調整プロセスを行うこともできる。図１（ａ）に示す各装置に加えて、清浄器４０又はガス燃焼タービンから出るガスのための気体廃棄物洗浄プロセスを導入して、そのようなガスから総ての酸性ガスを除去するのが望ましい。アーク炉１２から出るガスに対して行う必要のある唯一のガス調整操作は、熱風清浄器４０の中における気固分離であって、これにより、タービン５６に入る微粒子の量を最小限にするのが好ましい。炉１２の中で発生するガスは、急速熱分解の結果として形成される可燃性ガスである。本明細書で説明するように、急速熱分解は、一般的に、廃棄物の少なくとも６５％を燃焼に有用なガスに転換する。従って、本発明に従って用いられるアーク炉１２は、約２％の二酸化炭素、４４％の一酸化炭素、４３％の水素、２％のメタン、及び、残りの軽質炭化水素を含むガスを発生する。炉１２の中で発生したガスは、ライン３０を介して、熱風清浄器４０へ搬送され、そこで、灰分４２が除去されて燃料ガス４４から分離される。吸入空気４８がコンプレッサ４６に入り、コンプレッサ４６から出る空気５０は、幾つかの送給流に分割することができる。例えば、空気流５０ａを燃焼器５２に供給し、また、空気流５０ｂを炉１２に供給することができる。燃料ガス４４は、燃焼器５２に入って、空気５０ａと結合される。燃焼器５２の中で発生した熱いガス及び蒸気５４は、タービン５６を駆動する。このタービンは、ライン５８を介して発電機６０に接続されており、該発電機によって電気６４が発生される。タービン５６は、蒸気注入型の高効率ガスタービンであるのが好ましい。そのようなタービンは、商業的に入手可能である。特に起動時の間の自己出力運転を確実にするために、可変量の天然ガス又は他のタイプの燃料５３を燃焼器５２（あるいは、図１（ｂ）に示すような内燃機関５５）に供給することができる。水６８が、ポンプ６６を介して装置１０に入り、蒸気熱回収装置７２（すなわち、タービンから出る熱風６２の熱を流れ７０と交換する熱交換器）に到達する。排気ガス７４が、蒸気熱回収装置７２の中で蒸気７６から分離される。蒸気７６は、タービン５６への蒸気７８として、また、空気流５０ｂへの蒸気８０として、図１（ａ）にそれぞれ示すようにリサイクルされるのが好ましい。次に図１（ｂ）を参照すると、コンプレッサ４６、燃焼器５２及びガスタービン５６が内燃機関すなわち内燃エンジン５５で置き換えられている点を除いて、図１（ａ）に示すプロセスと同様のプロセスが示されている。内燃機関５５は、特に、同調可能な小型のプラズマ／メルター電気変換装置に関しては、コンプレッサ／ガスタービンよりも、容易に利用することができ、且つ、コストをより効率的にすることができる。空気５０ａ、及び、補助燃料５３を、燃料ガス４４の組成に基づく所定の態様で、内燃機関５５に供給することができる。エンジン５５の効率は、同調可能なプラズマ／メルター電気変換装置に必要とされる総ての又は実質的に総ての電源に対して十分な電力を与えるのが好ましい。特に限定するものではないが、内燃機関５５は、非常に希薄なモード（すなわち、水素／一酸化炭素のガスを燃料として使用する場合に、燃料に対する空気の比率が高い）で運転されるのが好ましい。このようにすると、水素に富んだガスから電気を発生することができる。約０．５−０．６の範囲の低い等量比（化学量論比に対する燃料／空気比）で運転することにより、ＮＯ_xの発生が大幅（すなわち、化学量論比の運転に比較して１００分の１以下）に低減される。炭化水素及び一酸化炭素の排出量も極めて低くすべきである。火花点火型の内燃機関は、極めて小型の装置に対して廉価であり、タービンよりも起動及び停止が容易であるという利点を有している。特に起動時に所望レベルの電力を容易に発生させるために、水素富化されたガス、プロパン、天然ガス、又は、ジーゼル燃料の如き補助源を用いて、内燃機関を駆動することができる。補助燃料の量は、廃棄物の組成（すなわち、流入廃棄物の発熱量、廃棄物の中の可燃性物質の量、並びに、廃棄物処理を行うための電力需要）に応じて変化する。本発明の別の好ましい実施例が、図４乃至図８に示されている。この実施例においては、ＤＣアーク、及び、ジュール加熱型のＡＣ電気システムが完全に一体化されていて、単一のガラス溶融物の中で同時に作動するが、特殊な電気供給回路を用いることによって、電気的には互いに絶縁されている。従って、図４（ａ）乃至図４（ｃ）、並びに、図５に示すアークプラズマ／メルター複合体は、熱的及び電気的に一体化されており、一方、図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示すジュール加熱型のメルターに接続されているアークプラズマ炉は、一方向において熱的に接続されている（すなわち、ジュール加熱型のメルターの中の溶融浴の中の熱は、アークプラズマ炉の中の電流路の主要な部分を形成する溶融浴を加熱するためには使用されない）。完全に一体化された本発明のプラズマ／メルター装置は、プラズマ加熱とガラスメルター加熱との間で連続的に同調可能な電力部分を有するという利点を持っている。例えば、装置の一方の部分（例えば、アークプラズマ又はメルター）を使用することが望ましい場合に、連続的に同調可能な独立した電力の供給を行うことができる。連続的に同調可能な独立した電力の供給は、変動する条件の下での運転を確実に且つ容易にする。連続的に同調可能な独立した電力の供給は、更に、固形廃棄物（例えば、ガラス）及び廃ガスを更に調節することにより、効率を改善すると共に、環境的な魅力を極めて高くする。アークプラズマ及びメルターの連続的に同調可能な独立した運転は、ユーザが種々のタイプの加熱を選択することを可能にする。例えば、アークプラズマ（又は複数のプラズマ）は、輻射による表面加熱を行う。供給の開始時に大量のプラズマの力を用いることができる。連続的な供給の間には、幾分少ないが依然として十分な量のプラズマの力を用いることができる。廃棄物表面を高温で加熱することにより、高い処理能力並びに迅速な熱分解が促進され、これにより、高品質の可燃性ガスを製造することができる。高温の表面加熱は、廃棄物の溶融が困難である場合、あるいは、廃棄物の導電性が高くてアークプラズマが存在しない状態におけるガラスによるジュール加熱の有効性が制限される場合にも必要とされる。メルターのガラス電極によるジュール加熱は、深い容積加熱をもたらす。このタイプの加熱は、溶融物プール全体における混合を促進することにより、高品質のガラスの製造を確保する。そのような加熱は、また、より安定な転移アーク作用を行う導電性の物質をもたらす。容積加熱の独立した使用は、原料の供給がない場合の小さい電力所要量において、廃棄物を溶融状態に維持するためにも利用することができる。容積加熱は、ガラスを注入するためにも重要である。プラズマ加熱及びガラスメルターの加熱の連続的に同調可能な電力供給は、ガラスを注入するための特別な容積加熱の使用、あるいは、物質の過剰な揮発の如きプラズマ加熱及び炉壁の熱応力の如き悪影響を増大することなくガラスの製造を改善するための特別な容積加熱の使用を容易にする。あるタイプの廃棄物流れを処理している間の連続的に同調可能な独立的な電力供給に加えて、一体化されたプラズマ／メルター装置の同調可能な特徴を用いて、異なるタイプの廃棄物流れの処理を最適化することができる。例えば、都市廃棄物の流れは、一般的に、高融点物質、及び、大部分が無機物質から成る有害な産業廃棄物を含む流れよりも、相対的に低いプラズマパワーを必要とする。容積加熱メルターを用いることにより、プラズマ電極の構造の選択肢が広範囲になる。容積加熱メルターは、材料を実質的に溶融した導電性の状態に維持するので、２以上のプラズマ電極を容易に用いることができる。その理由の一部は、溶融物質が電極の間に導電路を形成するからである。従って、１又はそれ以上のプラズマ電極を使用するために、連続的に同調可能な運転が容易に可能となる。この大きな柔軟性を用いて、可燃性ガスの製造を最適化し、微粒子の排出量を最小限にし、また、電極の磨耗を減少させることができる。従って、プラズマ及びメルターの加熱装置を連続的に同調可能に且つ独立的に励起することにより、大幅に拡張された温度制御がもたらされる。従来は可能でなかった空間的且つ一時的な温度調節を用いて、複合型のアークプラズマ及びメルターのガラス化システムの実際的な且つ環境的な魅力を改善することができる。本明細書に説明するように、本発明に従ってジュール加熱型のメルターをアークプラズマと完全に一体化することにより、２つのアークプラズマ電極を有する細長い溶融チャンバの使用も容易になる。溶融物質は、上記２つのアークプラズマ電極の間に導電路又は電流路を形成することができる。この構成は、廃棄物の供給及びスラグのタッピングの柔軟性を大幅に向上させ、また、アークプラズマ電極の寿命及び強度を高める。２つのアークプラズマ電極を有する細長いチャンバの構造は、ジュール加熱型のメルターによって容易になる。その理由は、ジュール加熱型のメルターは、炉のアイドル期間の間に２つのアークプラズマ電極の間に導電路を維持するために必要な熱を発生することができると共に、細長い溶融チャンバの中を均一に加熱するからである。図４乃至図８に示す本発明の実施例は、通常の標準的なジュール加熱型のメルターの場合のように、埋没された電極を使用することによって、必要とされるＡＣ電力が溶融物を通過することを許容する回路構造を備えている。この回路構造は、上方の可動電極の間の溶融物によって、あるいは、必要であれば、これら電極及び／又は埋没した対向電極の間の溶融物によって、ＤＣアークプラズマ回路を同時に作動させることもできる。廃棄物のタイプ、及び、溶融スラグの性質が、好ましい運転モードを決定することになる。一体型のアークプラズマ／メルター装置３００が、図４（ａ）乃至図４（ｄ）に示されており、この装置は、反応槽３０２を備えている。ジュール加熱型のメルターは、最小限のエネルギをプロセスに入れることによって、高品質の熱分解ガスを製造することを容易にする。このような状況が存在する理由は、アークに対するエネルギ入力は、アークゾーンの物質の熱分解及び溶融に必要とされるエネルギ程には大きくする必要がないからである。溶融していない原料物質の下方の溶融物の浴（溶融浴）は、アークプラズマ炉だけを使用する場合とは対照的に、ジュール加熱を用いて所望温度に維持される。空気／酸素、及び／又は、空気及び蒸気の混合物が添加されて、溶融物の表面からチャーを除去して、ガラスの酸化還元状態を調節する。ジュール加熱型のメルターは、ガス／流れ混合物が導入される浴の側部付近にエネルギ（すなわち熱いガラス）を与える。一体型の装置３００は、補助ヒータ３２０を備えることもできる。反応槽３０２は、頂部３０２ａと、底部３０２ｂと、側部３０２ｃ、３０２ｄとを備えている。底部３０２ｂは、図４に示すように、概ねＶ字形状の形態を有している。反応槽３０２は、更に、廃棄物３３０を導入するための少なくとも１つのポートすなわち開口３０４ａを備えている。好ましい実施例においては、反応槽３０２は、図４（ａ）乃至図４（ｄ）に示すように、複数のポートすなわち開口３０４ａ、３０４ｂを備えている。ポート３０４ａ、３０４ｂは、反応槽３０２の中への廃棄物３３０の流れを調節し、且つ、該ポートを通って反応槽３０２の中に空気が入るのを防止するための、流量調整弁又は同等の手段を備えることができる。また、上記ポート３０４ａ、３０４ｂは、１又はそれ以上のポートを互いに別個に又は同時に選択的に使用できるように、制御できるようにするのが好ましい。反応槽３０２は、また、ガスポートすなわち開口３０６と、金属／スラグ注入ポートすなわち開口３１０とを備えている。図１（ａ）を参照して上に説明したように、ポート３０６から出るガスは、ライン３０（図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す）に入り、スクラバ、タービン又は同等の手段に送られて更に処理されるのが好ましい。ポート３０６には、流量調整弁又は同等の手段が設けられていて、これにより、反応槽３０２の中で形成されたガスは、ライン３０の中に選択的に解放することができる。金属／スラグポート３１０は、流量調整弁又は同等の手段を有するように設計されており、これにより、プロセスの間の所定の時間に、金属及び／又はスラグを除去して金属／スラグコレクタ３１２に導入することができる。有害廃棄物を処理している時には、空気及び／又はガスがシステムに入らないように、又は、システムから出ないように、コレクタ３１２をポート３１０に密封的に接続することが望ましい。チャンバ３２０は、図２に示す補助ヒータ９０と同様に機能する。すなわち、金属／スラグ層３３２の中の金属は、比重差により、反応槽３０２の底部に向かって移動する。金属／スラグ層３３２の中のスラグは、開口すなわちポート３２６ａを通って導管３２６に入る。導管３２６は、図２（ａ）乃至図２（ｅ）の導管９８に関して図示し且つ説明したいずれかの形態と同様に位置決めすることができることを理解する必要がある。スラグ３３４は、均質なスラグ産物を発生させるに十分な時間にわたって、チャンバ３２２ａ、３３２ｂによって更に加熱される。スラグ３３４は、次に、スラグ注入導管３２４及びポート３２８を通過し、従って、チャンバ３２０を出てスラグコレクタ３３６に入る。有害廃棄物を処理している時には、空気及び／又はガスが装置に入ったり装置から出ないように、コレクタ３３６を密封的にポート３２８に接続するのが望ましい。反応槽３０２は、また、複数のＡＣジュール加熱電極３０８ａ、３０８ｂを備えている。図４（ａ）に更に示すように、電極３０８ａ、３０８ｂは、互いに離れて側部３０２ｃ、３０２ｄにそれぞれ位置決めすることができる。また、電極３０８ａ−３０８ｂは、プロセスが使用されている時にスラグ３３２の混合物の中に埋没するように、位置決めされている。図４（ｂ）は、本発明に従って電極３０８ａ、３０８ｂを位置決めするための別の構造を示している。図４（ｂ）に示すように電極３０８ａ、３０８ｂを位置決めすると、電極の交換が容易になる。すなわち、このタイプの構造は、炉床の排液を行うことなく、電極の交換を行うことを可能にする。炉床の排液を行うことは、炉のライニングを劣化させることが多いので、望ましくない。従って、電極３０８ａ、３０８ｂをそれぞれの角度３０９ａ、３０９ｂをなして設けると同時に、ガスの流出すなわち解放を阻止することにより、必要に応じて電極を容易に交換することができる。特に限定するものではないが、炉のそれぞれの内側部に対する電極３０９ａ、３０８ｂの角度３０９ａ、３０９ｂは、約３０°−４５ °であるのが好ましい。金属電極又は被覆されたグラファイト電極をジュール加熱型のメルターに用いることも望ましい。電極３３８は、炉床の内側面に位置する限り、任意の角度で位置決めすることができる。単数又は複数のアークプラズマ電極は、グラファイトから形成されるのが好ましい。電極の底部から直ぐ上方の電極の長さの部分は、腐食速度を減少させるために、被覆することができる。図４（ｂ）に更に示すように、ＡＣ駆動されるジュール加熱電極３０８ａ、３０８ｂは、炉３０２の側部３０２ｃ、３０２ｄにそれぞれ挿入されるのが好ましい。上述のように、炉のそれぞれの内側部に対する電極の角度３０９ａ、３０９ｂは、約３０°−５０°であるのが好ましい。各々の電極の頂端部は、炉の金属囲壁の外側まで伸長するのが好ましく、電気的に接地された炉体（炉のシェル）から電気的に絶縁されることになる電気接続部で蓋をすることができる。各々の電極の底端部は、所望の深さまで溶融物の浴（溶融浴）の下方に埋没している。電極の侵入点を溶融物の表面よりも下の適正な位置に選択することにより、電極のいずれの部分も、ＤＣアーク又は該アークからの放射線に暴露されることがなく、これにより、その電極の寿命を長くすることができる。電極３０８ａ、３０８ｂを交換する必要がある場合には、消耗した電極を溶融浴から引き抜く。新しい電極を予熱することなく溶融浴の中に挿入する場合には、そのような冷たい電極は、溶融浴に接触する箇所で溶融浴の粘度を増大させ、これにより、そのような新しい電極を溶融浴の中に挿入することを困難にすることがある。従って、電気的に絶縁されていて電流が制限された特殊な電源を用いて、上記電極を電気的に励起することも望ましい。そのような特殊な電源は、溶融浴と電極との間の接合点に追加の熱を与えて、新しい電極を溶融浴の中に完全に埋没させることを可能にする。好ましい実施例においては、適宜な電気的及び熱的な絶縁を各々の電極に設けて、各々の電極が、通常の運転の間に、炉の金属囲壁から熱的に且つ電気的に絶縁されるようにすることもできる。図４（ｃ）は、本発明の別の実施例を示しており、この実施例においては、磁気コイル３１５ａ、３１５ｂを用いて、誘導加熱及び／又は混合を行うことができる。複合型のＤＣアークプラズマ／メルターに導入されている特定の廃棄物の流れと同等の最適の溶融速度をもたらすために、炉のメルター部分及び炉のＤＣアーク部分によって通常生ずる以上の追加の攪拌又は混合を行うのが望ましい。これは、コイル３１５ａ、３１５ｂの如き戦略的に配置された磁気コイルを追加して、より大きなＪ×Ｂ力を発生させ、このＪ×Ｂ力によって、溶融浴の中に追加の混合作用及び／又は加熱作用を生じさせることにより、達成することができる。コイル３１５ａ、３１５ｂは、炉の金属シェルの中で金属プールの耐火物ライニングの背後に設けることができる。そうではなく、炉体が３０４Ｌ又は３１６等級のような非磁性ステンレス鋼から形成されている場合には、上記コイルは、シェルの外側に設けることができる。コイル３１５ａ、３１５ｂは、ＡＣ電源に接続されている。この電源の周波数は、材料に応じて変化することができる。この浴の混合作用の促進は、炉の電極の寿命及び廃棄物の処理量を増大させることのできる、「同調」のタイプの一例である。ジュール加熱型のメルターの使用に応用される表面混合の同調性及び容積加熱の同じ特徴が、プラズマと共に誘導加熱型のメルターを使用することに適用することができる。好ましい実施例においては、誘導加熱の機能を、図４（ｃ）に示すアークプラズマ／ジュール加熱型のメルター装置に設けられている。幾つかのタイプの廃棄物処理に関しては、アークプラズマ及び誘導加熱だけで運転することが望ましい場合がある。この実施例の代表的な装置は、ジュール加熱電極を持たない図４（ｃ）に示す装置と同じである。磁気コイルを、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すアークプラズマ／メルターの複合体と共に用いて、誘導加熱及び／又は混合を行うこともできる。これらの実施例においては、アークプラズマ炉及びジュール加熱型のメルターには各々、コイルが設けられている。このようにすると、アークプラズマ炉と共に使用されるコイルは、ジュール加熱型のメルターに関連して使用されるコイルとは独立して、運転及び制御することができる。図４（ｄ）は、本発明の別の実施例を示しており、この実施例においては、別の形態のプラズマメルタープロセスが、二次的なサーマルブースト装置３０７を採用している。この装置は、チャンバの中に設けられるアークプラズマとすることができ、該アークプラズマは、必要な熱エネルギを発生して、一次プラズマ／メルタープロセスを出る凝縮可能な部分を更に破壊する。例えば、図４（ｄ）に示すように、二次サーマルブースト装置３０７は、ポート３０６付近に又は該ポートの中に設けることができる。プラズマメルタープロセスに関する廃棄物の電気エネルギへの転換は、固形廃棄物及び液体廃棄物の気体状の製品ガスへの最大転換率に依存する。熱分解プロセスにおいては、排出ガスの一部は、中程度の重さのオイルよりも軽い凝縮物を含むことがある。プラズマ／メルターの一次チャンバを出るガスは冷却され、上記凝縮物が炉温で存在するために、廃ガスの一部の液化が生ずる。プラズマ廃ガスの二次チャンバが、上述のオイルを非凝縮性の可燃性ガスに転換して、流入する廃棄物からのエネルギ値の回収率を高める。二次プラズマチャンバ３０７が図４（ｄ）に示すように位置決めされた場合には、炉の一次チャンバを出るガスの温度は、二次プラズマチャンバ３０７に入るまでは低下しない。その理由は、上記２つのシステムが直接的に結合されているからである。これにより、クラッキング（分解）及びガス化プロセスに必要とされる全エネルギが極めて少なくなる。アークプラズマメルタープロセスの気体状の流出物のエネルギ回収率が向上することに加えて、プラズマ廃ガスチャンバ３０７は更に、炉の一次チャンバの中で分解されない有毒な化学種を除去する。これにより、フラン及びダイオキシンを形成するような総ての前駆体化学種を分解するプロセスの有効性が向上される。また、揮発性及び半揮発性の有毒有機物を処理する時には、二次プラズマチャンバは、総ての有毒な化学種を効果的に分解することができる。炉から出た総ての凝縮性の化学種は、二次プラズマチャンバの中で可燃性ガスに転換されるので、二次的な廃棄物の生成は極めて少ない。プラズマ廃ガスチャンバは、常に必要とされるものではなく、プロセスの間に別個に制御することができることを理解する必要がある。ＤＣ電極３１４ａ、３１４ｂが、図４（ａ）又は図４（ｂ）に示すように、反応槽の中に設けられている。１又はそれ以上の追加の電極３３８を図４又は図５に示すように設け、これにより、正（＋）の出力部３４０、及び、負（−）の出力部３４２を形成することができる。一体型の装置３００の１つの形態は、コンデンサ３５６、及び、電力の分配を行う特定の構造を採用している。図５に示すように、アーク３１４用の一対の電極３１４、３３８を有する単相のジュール加熱型プラズマ／メルター３０２が示されている。メルター３０２のジュール加熱部分は、ＡＣ電源３４６を用いるのが好ましく、一方、メルター３０２のアーク部分は、ＤＣ電源３４８を用いるのが好ましい。図５に示す好ましい実施例は、ＤＣ電気システム３４６及びＡＣ電気システム３４８から成る複合体を用いており、上記両方の電気システムはそれぞれ、単一の槽すなわちメルタータンク３０２の中の電極に電力を供給する。上記槽すなわちタンクの中では、廃棄物３３０が、ガラス化を含む転換プロセスによる処理を受けている。ＤＣアーク電流３１４、３３８は、ジュール加熱ＡＣ電極３０８ａ、３０８ｂと相互作用を行うので、特殊な工程を採用して、そのような相互作用、並びに、ジュール加熱電極に電力を供給する変圧器の故障を防止しない限り、特殊な回路が必要になる。この回路は、アークプラズマ、及び、ジュール加熱型のメルターの完全に独立した制御を可能にする。ＤＣアーク電極ではなく、単相、二相又は三相のＡＣアーク電極を用いる場合には、ＡＣアーク回路とジュール加熱ＡＣ回路との間には、依然として相互作用が存在する。ＡＣ−ＡＣ相互作用は極めて複雑であるが、発生しうる多くの依存型の相互作用があり、このような状況から、局部的な加熱及び電極の摩食すなわちエロージョンを制御することは困難である場合が多い。従って、ジュール加熱型ＡＣ回路と組み合わせて、ＤＣアーク回路を用いるのが好ましい。ＤＣ電源３４８は、インダクタ３６０と、一次巻線３６２と、二次巻線３６６ａ、３６６ｂ、３６６ｃと、可飽和リアクタ３６４ａ、３６４ｂ、３６４ｃとを備えている。一次巻線３６２は、Δ形であるのが好ましい。可飽和リアクタ３６４ａ、３６５ｂ、３６４ｃはそれぞれ、二次巻線３６６ａ、３６６ｂ、３６６ｃに直列に接続されている。ＤＣ電流３４８が、廃棄物３３０、及び、変圧器３５２（ＤＣ電流３４８が変圧器３５２の巻線を通るのを阻止する手段を全く備えていない）の端子に直接接続された埋没型のジュール加熱ＡＣ電極３０８ａ、３０８ｂを有するスラグ／金属溶融プール３３２を通った場合には、変換器３５２のコアが飽和する。これにより、変圧器３５２の一次巻線３５０の電流が増大して、変圧器３５２は極めて短時間で故障する。従って、アークプラズマ及びジュール加熱型のメルターを槽３０２の中で同時に作動させるためには、ＡＣ電流３４６を溶融プール３３２に引き続き通してジュール加熱を行い、これと同時に、ＤＣ電流の流れ３４８を阻止する必要がある。キャパシタすなわちコンデンサ３５６を用いて、ＤＣ電流３４８を阻止すると共に、ＡＣ電流３４６を通過させる。コンデンサ３５６は、広範囲の炉の運転条件にわたって各々の相の電流をバランスさせるために、変圧器の各々の二次巻線３５４に直列に接続されるのが好ましい。図５に更に示すように、コンデンサ３５６は、二次巻線３５４に接続されており、該二次巻線は、可飽和リアクタ３５８に接続されている。図６（ａ）及び図６ｂは、本発明に使用するのに適した回路構造を示している。すなわち、三相交流電源３４６が、図６（ａ）に示されており、一方、ＤＣ電源３４８が、図６（ｂ）に示されている。この回路は、全ＡＣ電気システム３４６によって反映される槽すなわちメルター３０２の中の各々のＡＣ電流路のインダクタンスと、溶融プールすなわち溶融浴３３２を通る電流路の非直線的な抵抗と、電極インターフェースと、電力供給ケーブルと、変圧器３７６の二次巻線３７２ａ、３７２ｂ、３７２ｃと、ジュール加熱炉の回路の直列要素として接続されたコンデンサ３７０ａ、３７０ｂ、３７０ｃのキャパシタンスの大きさとを含んでいる。ＡＣ電源３６０は、また、一次巻線３５０と、可飽和リアクタ３７４ａ、３７４ｂ、３７４ｃと、電極３６８ａ−３６８ｆとを備えている。可飽和リアクタ３７４ａ−３７４ｃはそれぞれ、二次巻線３７２ａ−３７２ｃに接続されている。ジュール加熱炉の回路の如き非直線的な抵抗器に直列である回路のＡＣ電流が正弦波であることは稀であるので、公益事業会社によって供給される６０Ｈｚ（ヘルツ）の正弦波に重畳される６０Ｈｚ以外の幾つかの調波周波数を励起することが可能である。この回路においては、非直線抵抗を考慮して、適正なダンピング従って安定な運転を得るための電気部品を特定することが重要である。また、上記コンデンサの電圧、電流及びキャパシタンスの定格は、炉の電極における全システムインダクタンスの一連の共鳴周波数が、炉の中を見た場合にそのような同じ電極に見られる最も低い抵抗値に６０Ｈｚの有効抵抗値を加えたものに等しいか、あるいは、（Ｌ／Ｃ）^1/2の１．５倍又は好ましくは２倍になるようにするのが重要である。上式において、Ｌは、電気システムの全インダクタンスであり、Ｃは、コンデンサ３７０ａ、３７０ｂ、３７０ｃのキャパシタンスである。全有効抵抗値Ｒは、（Ｌ／Ｃ）^1/2の２倍とすべきであるが、電流における共鳴上昇は、（Ｌ／Ｃ）^1/2の１．５倍であれば、無視し得るものである。図６（ｂ）に示すように、ＤＣ電気システム３４８は、Ｙ形又はΔ形の二次巻線３８４ａ−３８４ｃを有する電力変圧器を備えることができる。また、図６（ｂ）に示すように、順変換装置は、三相全波整流器であるのが好ましい。整流器は、図３（ａ）に示すように、電流制御型のサイリスタ整流器、すなわち、第３の電極に印加される信号によってアノード／カソード電流（極間電流）が制御されるシリコン制御整流器とすることができる。別の実施例においては、整流器は、図３（ｂ）に示すような所望のＤＣ電流を維持するためのＤＣ電流制御を有する三相全波ダイオード整流器とすることができる。サイリスタ整流器を用いる場合には、全定格電流フローティングダイオードをＤＣ出力端子３７８ａ、３７８ｂの前後に設けることが重要である。三相整流器を用いる場合には、ＤＣの「フローティング」ダイオード又は「クランピング」ダイオードを追加する必要はなく、その理由は、そのようなダイオードで十分であるからである。ＤＣアーク炉に関しては、可飽和リアクタ制御装置３８６ａ−３８６ｃを有する三相全波ダイオード整流器を用いるのが好ましい。どのようなタイプの電源を使用するかに関係無く、インダクタを接地されていないＤＣ電力線に直列に接続することが重要である。上記リアクタは、炉の状態がＤＣアーク電圧が突然上昇するような状態である場合に、エネルギを迅速に供給するために必要である。炉又はメルター３０２の内側の底部が、セラミック又は同等な手段の如き適宜な耐火物から形成されていて、熱い状態において導電性が乏しい場合には、対向電極３８０は、ジュール加熱電極３６８ａ−３６８ｆの間の炉３０２の床の一部を押し下げて凹所を形成し、次に、溶融金属ドレーンチューブを若干持ち上げ、これにより、金属が排出された後でも、炉床の上記凹所の中に金属のプールが留まるようにすることによって、形成することができる。この金属は、ＡＣジュール加熱回路のための対向電極３８０として作用すると同時に、ＤＣアーク回路電極として使用することができる。金属製の炉底電極３８０は、図６（ｂ）の回路図で示すような種々の形態を用いて接続することができる。いずれにしても、１又はそれ以上の電極を炉又はメルターの底部に通すことが好ましい。これらの電極は、グラファイト又は金属とすることができる。図６（ｂ）及び図８の回路はそれぞれ、金属電極３８０、４０６に対する電気接続部と直列のスイッチ３８８、４３６を備えていることに注意する必要がある。これらのスイッチの機能は、移送モード、又は、非移送モード、あるいは、これら両モードの同時の組み合わせにおいて、単数又は複数のＤＣアークを作動させることである。炉３０２（図４及び図５に示す）の物理的な形状が独立して設けられた２つの制御可能な電極を使用するのに適している場合には、ＤＣアーク電極及びＡＣジュール加熱電極は、同時に作動させることができ、その際に、有害な電気的な相互作用が生ずることはなく、有害廃棄物及び病院廃棄物を含む総てのタイプの廃棄物をガラス化するための有益な相互作用が生ずる。図７（ａ）及び図７ｂの本発明の実施例に示す炉又は槽４００の中の電極の形態は、設備を遠隔制御するのに適している。図７は、炉の構造を別個の平面図で示す２つの概略図を示している。図７（ａ）は、細長い構造を示しており、一方、図７（ｂ）は、丸い構造を示している。これら両方の構造は共に、１、２又はそれ以上の固体グラファイト電極を使用することができるが、２つの電極（図７（ａ）に示す）を有する細長い形態を使用するのが好ましく、その理由は、この設計は、各々独自の円筒形の囲壁の中に収容されている２つの別個の小径の電極昇降装置に特に向いているからである。ジュール加熱電極４０２ａ−４０２ｆの幾つか又は総てを、ＤＣアークシステムのための対向電極４０４ａ−４０４ｂとしての直列コンデンサに接続することができる。ジュール加熱電極４０２ａ−４０２ｆを、電極４０６に直列に接続することもできる。この場合には、図６（ｂ）に示すように、スイッチ３８８も含まれる。ＡＣ電流の量を調節して、そのピーク値が、ジュール加熱電極４０４ａ−４０４ｆに担持されているＤＣアーク電流の値を超えるようにすることによって、電流の逆転が常に生ずることになり、そのような電流の逆転は、上記電極における分極を極めて少なくする傾向がある。処理する廃棄物のタイプに応じて、ＤＣ電源４１２のシステム中性点（ニュートラル）４３６をジュール加熱電極４２２ａ、４２２ｅ、４２２ｃに接続するのが望ましい。上記ジュール加熱電極はそれぞれ、ＡＣコンデンサ４１６ａ−４１６ｃに接続された電極であって、図８に示す変圧器の二次巻線４１８ａ−４１８ｃをＤＣ電流が流れるのを阻止するために使用されている。ＤＣ電源４１２及びＡＣ電源４１０の接続部は、図８のライン４３８によって示されている。この接続部を用いる理由は、炉のウォームアップの間の溶融プールの表面に接近して３つの追加の対向電極を設け、これにより、炉床の上の対向電極の直ぐ上方の物質が、ＤＣアークの安定性を支援するに十分なＤＣ電流を導通させるのに十分に熱くなる前に、中立のＤＣ搬送電流４２８が流れて、正（＋）及び負（−）のＤＣアークを安定化させる助けをするようにするためである。また、３つのスイッチ４３４ａ−４３４ｃを中性点及び電極４２２ａ、４２２ｂ、４２２ｃに直列に接続して、電極４２２ａ−４２２ｆの間のＤＣ電流及びＡＣ電流の大きさを制御するようにすることも望ましい。ＡＣ電源装置４１０は、一次巻線４１４と、可飽和リアクタ４２０ａ−４２０ｃにそれぞれ接続された二次巻線４１８ａ−４１８ｃとを備えている。ＤＣ電源４１２は、インダクタ４２４ａ、４２４ｂと、可飽和リアクタ４３２ａ−４３２ｃにそれぞれ接続された二次巻線４３０ａ−４３０ｃとを備えている。ガラス溶融タンクのジュール加熱ＡＣ電源４１０は、ガラスタンク全体にわたってほぼ一定の温度を与え、これにより、アークの寸法的な制約（すなわち、アークパワー、電極の直径等）を最小限にする。ＤＣアークは、炉／メルターの中に基本的に存在して、供給速度を向上させる。これにより、他の入手可能なガラス化装置に比較して、本発明の新規に構成されたメルター技術をより柔軟にする。アークは、溶融していない過負荷の流入原料にエネルギを供給し、また、メルター装置のジュール加熱部分は、熱いガラスプールを維持して、ガラス混合物の溶解及び混合を完全に行わせる。アーク技術を単独で用いた場合には、炉床の含有物を、炉床の中心においてだけではなく、炉床の壁部においても十分に溶融させるためには、電極／炉床の直径比を大きくしなければならなくなる。従って、炉床の寸法は、電極の直径に実際上の制約があるために、制限されることになる。しかしながら、炉床又はガラスタンクをジュール加熱する場合には、上述の制約は最早存在せず、タンクは、滞留時間が総てのガラス成分を完全に混合及び溶解させるのに適するように、寸法決めすることができる。アークを用いることなくメルター技術を採用した場合には、供給速度はかなり小さくなる。その理由は、溶融プールから溶融ガラスの上の溶融していない原料への熱伝達には制限があるからである。大きな処理能力を可能にするための標準的な手法は、溶融物の表面積を増大させることである。従って、与えられた処理速度に関して、ジュール加熱メルターは、本発明の複合型のアーク溶融装置よりも、かなり大きくする必要がある。本発明は、ＤＣ及びＡＣの両方のジュール加熱メルター技術の利点を、単一の最適化された装置において利用している。複数のアーク電極を用いてこの複合型の装置を起動又は再起動させることができるが、溶融物が加熱された後には、ジュール加熱を用いて、長いアイドリング期間の間に溶融浴を維持することができる。これは、アーク作用を起動又は再起動するために、アークを移送モードで直ちに開始することができることを意味している。アークプラズマ炉及びジュール加熱メルターを本発明に従って組み合わせることにより、原料廃棄物を迅速に加熱して、与えられた寸法のプロセスに関して高い処理量を生じさせる方法が提供される。この速い加熱速度は、また、より高品質の熱分解ガスを生成させる。より多くのエネルギが回収され、ガス放出物の中の汚染物は少ない。また、本発明のジュール加熱メルターは、均質なガラス産物を極めて高い安定性をもって製造する混合を行うことが証明された、大きなリザーバを提供する。これは、ガラス化されたガラス産物が地質学的な時間の単位にわたって安定であるので、有益である。例えば、Ｂｅｅｌｔｅｔａｌ．の” ＩｎＳｉｔｕＶｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＴｒａｎｓｕｒａｎｉｃＷａｓｔｅｓ”（ＳｙｓｔｅｍｓＥｖａｌｕａｔｉｏｎａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔ，ＰＮＬ−４８００Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ１，ＰａｃｉｆｉｃＮｏｒｔｈｗｅｓｔＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｒｉｃｈａｒｄ，ＷＡ．（１９８７））を参照のこと。また、本発明は、更に、単独の焼却処理から発生する発生する灰分に比較して、ガラス化することにより体積が減少した灰分をもたらす。Ｃｈａｐｍａｎ，Ｃ．の”ＥｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆＶｉｔｒｉｆｙｉｎｇＭｕｎｉｃｉｐａｌＩｎｃｉｎｅｒａｔｏｒＡｓｈ”（ＣｅｒａｍｉｃＮｕｃｌｅａｒＷａｓｔｅＭａｎａｇｅｍｅｎｔＩＶ，ＣｅｒａｍｉｃＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎ，Ｇ．Ｇ．Ｗｉｃｋｓ，Ｅｄ．，ｖｏｌ．２３，ｐｐ．２２３−２３１，ＡｍｅｒｉｃａｎＣｅｒａｍｉｃＳｏｃｉｅｔｙ（１９９１））を参照のこと。上述のように、本発明は、高速熱分解を容易にする方法を提供する。高速熱分解は、他の熱分解手段よりも、高純度の熱分解ガスを生ずる。この高純度ガスは、最近開発された小型の高効率ガスタービン技術と共に使用することを容易にし、従って、通常の蒸気タービンに比較して、効率を大幅に向上させ、必要とされるタービンの装置寸法を減少させる。ＤＣアークは、高速の熱分解を効果的に行うための高温の熱源を発生する。Ｇｒａｅｆ，ｅｔ．ａｌ．の”ＰｒｏｄｕｃｔＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅＲａｐｉｄＰｙｒｏｌｙｓｉｓｏｆＢｉｏｍａｓｓ／ＬｉｇｎｉｎｆｏｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆＡｃｅｔｙｌｅｎｅ，ＢｉｏｍａｓｓａｓａＮｏｎｆｏｓｓｉｌＦｕｅｌＳｏｕｒｃｅ”（ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ（１９８１））は、プラズマ炉で見られるような条件において、都市固形廃棄物を熱分解して、表１に示すような気体状産物を生成することができることを示している。通常の熱分解を高速熱分解と比較すると、流入廃棄物の大きな割合がガスに転換されていることに気付くことが重要である。熱的なすなわち通常の熱分解は、液化を促進して、僅かに４５−５０％の熱分解ガスへの転換率しか示さず、一方、高速熱分解は、６５％よりも大きいガスの歩留を有している。都市廃棄物の高速熱分解は、水冷型の金属プラズマトーチを用いることを示している。Ｃａｒｔｅｒ，ｅｔ．ａｌ．の”ＭｕｎｉｃｉｐａｌＳｏｌｉｄＷａｓｔｅＦｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆＧａｓｆｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈＰｌａｓｍａＡｒｃ”（ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｍｅｎｔａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＰｌａｓｍａ，ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅＦｉｒｓｔＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥＰＲＩＰｌａｓｍａＳｙｍｐｏｓｉｕｍ（Ｍａｙ１９９０））を参照のこと。部分酸化の運転モードにおいては、両方の技術からの残留物が酸化されて、熱分解のエネルギ所要量を相殺している。本発明に従って発生した熱分解ガスは、従来技術の高効率ガスタービン発電機において燃焼させるのに良く適している。新しいガスタービン複合サイクル装置の効率は、５０％近くであるので、廃棄物をエネルギに転換する本発明の方法は、標準的な廃棄物焼却炉の効果的な代用手段を提供する。好ましい条件においては、焼却炉／蒸気発生器装置は、廃棄物に含まれる潜在的なエネルギを電気エネルギに転換する際に、１５−２０％の効率を達成する。本発明の廃棄物完全転換装置を標準的な焼却炉／蒸気発生器装置と比較した例が、以下の表２に総括されている。上記２つの技術を比較するために、ある仮定を行った。すなわち、本発明のアーク炉の中に生ずるガラス産物又はスラグ産物は、有用な産物であるが、この比較を行う際には、ガラスには何等価値を認めていない。しかしながら、この物質は、少なくとも、安定で無害な物質であって、無害な埋め立て地に容易に投棄することができる。また、合衆国の北西部のような人口密度の極めて高い地域で採用されている都市固形廃棄物（ＭＳＷ）焼却炉は、標準的な埋め立て地又は有害廃棄物埋め立て地に輸送しなければならない灰分生産するものと仮定した。エネルギ及びコストは、現在入手可能なデータに基づいて、１トンの処理ＭＳＷ当たりで表現している。装置を運転するためのエネルギ所要量は、相対的な基準で表した。すなわち、アーク炉／メルターに関する「装置を運転するためのエネルギ所要量」として示した値は、焼却炉に関して必要な値よりも多い。廃棄物の流入熱量は、多くの参考文献から合成した値である。例えば、Ｃａｒｔｅｒ，ｅｔａｌ．の”ＭｕｎｉｃｉｐａｌＳｏｌｉｄＷａｓｔｅＦｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆＧａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｉｔｈＰｌａｓｍａＡｒｃ”（ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌａｎｄＥｎｖｉｒｏｍｅｎｔａｌＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＰｌａｓｍａ，ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅｆｉｒｓｔＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＥＰＲＩＰｌａｓｍａＳｙｍｐｏｓｉｕｍ（Ｍａｙ１９９０））；ＲｅｎｅｗａｂｌｅＥｎｅｒｇｙ−ＳｏｕｒｃｅｓｆｏｒＦｕｅｌｓａｎｄＥｎｅｒｇｙ（Ｊｏｈａｓｓｏｎ，Ｅｄｉｔｏｒ，ＩｓｌａｎｄＰｒｅｓｓ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．（１９９３）；及び、ＣｌｅａｎＥｎｅｒｇｙｆｒｏｍＷａｓｔｅ＆Ｃｏａｌ，Ｋｈａｎ，Ｅｄｉｔｏｒ，ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙＳｙｍｐｏｓｉｕｍＳｅｒｉｅｓ，ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．（Ａｕｇ．１９９１，１９９３）を参照のこと。いずれかの技術に関して生産される純エネルギは、４０％及び１５％の効率をそれぞれ、アーク炉／メルター／ガスタービン発電機、及び、焼却炉／ボイラー／蒸気タービン発電機の技術に関して用いて決定した。ＣｌｅａｎＥｎｅｒｇｙｆｒｏｍＷａｓｔｅ＆Ｃｏａｌ．Ｋｈａｎ，Ｅｄｉｔｏｒ，ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙＳｙｍｐｏｓｉｕｍＳｅｒｉｅｓ，ＡｍｅｒｉｃａｎＣｈｅｍｉｃａｌＳｏｃｉｅｔｙ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．（Ａｕｇ．１９９１１９９３）；及び、Ｐｅｒｒｙ’ｓＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓ’ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，６ｔｈＥｄ．，Ｃｈ．２６を参照されたい。表２に示す損失は、廃棄物の流入発熱量及びエネルギ入力から純エネルギ出力を引いた値である。焼却炉の技術に関する損失は、熱分解ガス燃焼タービン発電機とは対照的に、ボイラ及び蒸気発生器の組み合わせの非効率性のために、大きい。Ｐｅｒｒｙ’ｓＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｓ’ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，６ｔｈＥｄ．，Ｃｈ．２６を参照のこと。灰分の廃棄コストは、文献及び廃棄物処理設備から現在入手可能なデータから得た値を示している。例えば、ＲｅｃｙｃｌｉｎｇａｎｄＩｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ（Ｄｅｎｓｉｏｎ，ｅｔａｌ．，Ｅｄ．，ＩｓｌａｎｄＰｒｅｓｓ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，Ｄ．Ｃ．（１９９０））を参照のこと。新しい規則、及び、有害廃棄物としての灰分の処理を含む現在の傾向が継続する場合には、廃棄コストは、表２に示す範囲の高い方の値になるであろう。このような状況から、アーク炉／メルターの組み合わせを用いる本発明は、従来技術よりも優れた利点をもたらす。上に述べた特定の実施例は、本発明と同じ目的を果たすために他の構造を変更又は設計するためのベースとして、容易に利用できることは、当業者には理解されよう。また、そのような等価の構造は、添付の請求の範囲に述べる本発明の精神及び範囲から逸脱するものではないことも、当業者は理解する必要がある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ２３Ｇ 5/50 ＺＡＢＨ０５Ｂ 7/20 Ｆ２７Ｄ 11/08 Ｈ０５Ｈ 1/42 Ｈ０５Ｂ 7/20 Ｂ０９Ｂ 3/00 ３０３ＫＨ０５Ｈ 1/42 ＺＡＢ (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ )，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者タイタス，チャールズ・エイチアメリカ合衆国ペンシルバニア州19073, ニュータウン・スクウェアー，エコー・バリー・レイン 323 (72)発明者コーン，ダニエル・アールアメリカ合衆国マサチューセッツ州02167, チェスナット・ヒル，ウォルナット・ヒル・ロード 26 (72)発明者スーマ，ジェフリー・イーアメリカ合衆国ワシントン州99337，ケネウィック，ブライアン・レイン 806 【要約の続き】る。本発明の実施例の好ましい形態は、２つのアークプラズマ電極を使用し、また、共通の溶融物プールのために細長いチャンバを使用しており、これにより、溶融物プールは、上記電極の間に導電路を形成することができる。本装置は、また、転換プロセスによって発生されたガスを少量用いることにより、あるいは、そのようなガスを全く用いることなく、使用することもできる。本装置は、自己駆動型の装置として、あるいは、補助燃料を使用することにより所定レベルの発電を行うことのできる純粋な発電設備として、使用することができる。

Claims

【特許請求の範囲】１．廃棄物転換装置であって、少なくとも１つの電極を所定の位置に有しているアークプラズマ炉と、前記アークプラズマ炉に結合されたジュール加熱メルターとを備えることを特徴とする廃棄物転換装置。２．請求項１の廃棄物転換装置において、前記アークプラズマ炉は、当該装置の中で処理すべき物質に対して、前記ジュール加熱メルターよりも支配的な熱源を発生することのできることを特徴とする廃棄物転換装置。３．請求項１の廃棄物転換装置において、前記メルターは、前記炉に直接結合されていることを特徴とする廃棄物転換装置。４．請求項１の廃棄物転換装置において、前記少なくとも１つの電極は、グラファイト電極であることを特徴とする廃棄物転換装置。５．請求項４の廃棄物転換装置において、前記少なくとも１つの電極は、ＡＣアークで作動することを特徴とする廃棄物転換装置。６．請求項４の廃棄物転換装置において、前記少なくとも１つの電極は、ＤＣアークで作動することを特徴とする廃棄物転換装置。７．請求項４、５又は６の廃棄物転換装置において、前記少なくとも１つの電極は、保護被覆を有することを特徴とする廃棄物転換装置。８．請求項４、５又は６の廃棄物転換装置において、更に、前記ジュール加熱メルターに結合された補助加熱装置を備えることを特徴とする廃棄物転換装置。９．請求項１の廃棄物転換装置において、前記炉は、その周囲に沿って設けられる耐火物の内張りライニングを有することを特徴とする廃棄物転換装置。１０．請求項９の廃棄物転換装置において、前記耐火物は、セラミックから形成されていることを特徴とする廃棄物転換装置。１１．請求項１の廃棄物転換装置において、前記メルターは、ＡＣ電源によってジュール加熱されることを特徴とする廃棄物転換装置。１２．請求項１１の廃棄物転換装置において、前記ＡＣ電源は、前記メルターの所定の位置に設けられる複数の電極を含むことを特徴とする廃棄物転換装置。１３．請求項１２の廃棄物転換装置において、前記メルターの底面から所定の距離にある前記メルターの２つの側面に２つの電極が設けられていることを特徴とする廃棄物転換装置。１４．請求項１３の廃棄物転換装置において、更に、前記メルターの底面付近に設けられる電極を備えていることを特徴とする廃棄物転換装置。１５．請求項１の廃棄物転換装置において、前記メルターは、ＤＣ電源によってジュール加熱されることを特徴とする廃棄物転換装置。１６．廃棄物転換装置であって、少なくとも１つの電極を所定の位置に有しているトランスファ型アークプラズマ炉と、前記アークプラズマ炉に結合されたジュール加熱メルターとを備えることを特徴とする廃棄物転換装置。１７．請求項１６の廃棄物転換装置において、前記トランスファ型アークプラズマ炉は、当該装置において処理すべき物質に対して、前記ジュール加熱メルターよりも支配的な熱源を発生することができることを特徴とする廃棄物転換装置。１８．廃棄物を転換するための廃棄物転換システムであって、アークプラズマ炉を備えており、該アークプラズマ炉は、所定の位置に設けられる少なくとも１つのアークプラズマ電極と、前記炉から金属を排出するように位置決めされた第１の排出ポートと、前記炉からガス及びスラグを排出するように位置決めされた第２の排出ポートとを含んでおり、当該廃棄物転換システムは、また、前記アークプラズマ炉に取り付けられたジュール加熱メルターであって、ガスを排出するように位置決めされたガス排出ポートと、所定の位置に設けられたスラグ排出ポートとを有している、ジュール加熱メルターと、金属層、スラグ層、及び、気相が前記アーク炉の中に形成されるように、廃棄物を前記アークプラズマ炉の中に供給するための供給手段と、前記メルターに取り付けられていて、前記メルターからの気相を燃料ガス及び微粒子物質に分離することができる、ガス清浄ユニットと、前記ガス清浄ユニットに取り付けられた燃焼器と、当該システムに所定の速度で空気を与える手段と、前記燃焼器に取り付けられたタービンと、前記タービンに取り付けられた発電機と、前記タービンに取り付けられた蒸気熱回収装置とを備えることを特徴とする廃棄物転換システム。１９．請求項１８の廃棄物転換システムにおいて、前記メルターは、前記アークプラズマ炉に直接結合されていることを特徴とする廃棄物転換システム。２０．請求項１８の廃棄物転換システムにおいて、前記少なくとも１つのアークプラズマ電極は、グラファイト電極であることを特徴とする廃棄物転換システム。２１．請求項２０の廃棄物転換システムにおいて、前記少なくとも１つのアークプラズマ電極は、グラファイト電極であることを特徴とする廃棄物転換システム。２２．請求項２０の廃棄物転換システムにおいて、前記少なくとも１つのアークプラズマ電極は、ＤＣアークで作動することを特徴とする廃棄物転換システム。２３．請求項２０、２１又は２２の廃棄物転換システムにおいて、前記少なくとも１つのアークプラズマ電極は、保護被覆を含んでいることを特徴とする廃棄物転換システム。２４．請求項１９、２０、２１又は２２の廃棄物転換システムにおいて、更に、前記ジュール加熱メルターに結合された補助加熱装置を備えていることを特徴とする廃棄物転換システム。２５．請求項１８の廃棄物転換システムにおいて、前記炉は、その周囲に沿って設けられた耐火物の内張りライニングを有していることを特徴とする廃棄物転換システム。２６．請求項２５の廃棄物転換システムにおいて、前記耐火物は、セラミックから形成されていることを特徴とする廃棄物転換システム。２７．請求項１８の廃棄物転換システムにおいて、前記メルターは、ＡＣ電源によってジュール加熱されることを特徴とする廃棄物転換システム。２８．請求項２７の廃棄物転換システムにおいて、前記ＡＣ電源は、前記メルターの所定の位置に設けられた複数の電極を含むことを特徴とする廃棄物転換システム。２９．請求項１８の廃棄物転換システムにおいて、前記メルターは、ＤＣ電源によってジュール加熱されることを特徴とする廃棄物転換システム。３０．廃棄物を転換するための廃棄物転換プロセスであって、（ａ）第１及び第２の排出ポートを所定位置に有しているアークプラズマ炉の中に位置決めされたアークプラズマに廃棄物を導入する工程と、（ｂ）前記廃棄物を前記アークプラズマに接触させ、これにより、前記廃棄物を金属層、スラグ層及び気相に分離させる工程と、（ｃ）前記気相及び前記スラグ層を、前記第２の排出ポートを通して、前記アークプラズマ炉から、ガス排出ポート及びスラグ排出ポートを有していて前記アークプラズマ炉に接続されているジュール加熱メルターに供給する工程と、（ｄ）前記スラグ層を前記ジュール加熱メルターの中で所定時間にわたって混合し、これにより、スラグ産物を形成する工程とを備えることを特徴とする廃棄物転換プロセス。３１．請求項３０の廃棄物転換プロセスにおいて、前記アークプラズマは、少なくとも１つの電極を含んでいることを特徴とする廃棄物転換プロセス。３２．請求項３１の廃棄物転換プロセスにおいて、前記少なくとも１つのアークプラズマ電極は、グラファイト電極であることを特徴とする廃棄物転換プロセス。３３．請求項３１又は３２の廃棄物転換プロセスにおいて、前記少なくとも１つの電極は、保護被覆を含んでいることを特徴とする廃棄物転換プロセス。３４．請求項３０の廃棄物転換プロセスにおいて、前記分離は、高速熱分解を含むことを特徴とする廃棄物転換プロセス。３５．請求項３０又は３４の廃棄物転換プロセスにおいて、前記気相は、水素、一酸化炭素、メタン、二酸化炭素、及び、軽質炭化水素の中の少なくとも１つを含んでいることを特徴とする廃棄物転換プロセス。３６．請求項３０又は３４の廃棄物転換プロセスにおいて、前記スラグ層は、ガラスを含んでいることを特徴とする廃棄物転換プロセス。３７．請求項３６の廃棄物転換プロセスにおいて、前記スラグ層は、前記メルターから取り出されて、ガラス化された産物に形成されることを特徴とする廃棄物転換プロセス。３８．請求項３７の廃棄物転換プロセスにおいて、前記ガラス化された産物は、道路工事に使用するのに適していることを特徴とする廃棄物転換プロセス。３９．請求項３７の廃棄物転換プロセスにおいて、前記ガラス化された産物は、建築用ブロックの成分として使用するのに適していることを特徴とする廃棄物転換プロセス。４０．請求項３７の廃棄物転換プロセスにおいて、前記ガラス化された産物は、埋め立て地で保管するのに適した非浸出性の産物であることを特徴とする廃棄物転換プロセス。４１．請求項３０の廃棄物転換プロセスにおいて、前記廃棄物は、都市固形廃棄物であることを特徴とする廃棄物転換プロセス。４２．請求項３０の廃棄物転換プロセスにおいて、前記廃棄物は、有害廃棄物であることを特徴とする廃棄物転換プロセス。４３．請求項３０の廃棄物転換プロセスにおいて、前記廃棄物は、病院廃棄物であることを特徴とする廃棄物転換プロセス。４４．請求項３０の廃棄物転換プロセスにおいて、更に、前記アークプラズマ炉から金属層を取り出す工程を備えることを特徴とする廃棄物転換プロセス。４５．請求項３０の廃棄物転換プロセスにおいて、更に、（ｅ）前記メルターの前記ガス排出ポートから前記気相を取り出す工程を備えることを特徴とする廃棄物転換プロセス。４６．請求項４５の廃棄物転換プロセスにおいて、更に、（ｆ）ガス清浄装置の中で前記気相を処理して、該気相の中の微粒子をこの気相から分離し、これにより、燃料ガスを生成する工程と、（ｇ）前記燃料ガスを燃焼器に供給する工程と、（ｈ）前記工程（ｇ）と実質的に同時に空気を前記燃焼器に導入し、これにより、前記燃料ガス及び前記空気から燃焼生成物を形成する工程と、（ｉ）前記燃焼生成物をタービン発電機に供給し、これにより、前記燃焼生成物で前記タービン発電機を駆動して電気を発生させる工程とを備えることを特徴とする廃棄物転換プロセス。４７．請求項４６の廃棄物転換プロセスにおいて、前記タービン発電機は、蒸気又は水が注入されるガスタービンを含むことを特徴とする廃棄物転換プロセス。４８．請求項４６の廃棄物転換プロセスにおいて、当該廃棄物転換プロセスは更に、（ｊ）前記タービン発電機からスクラバにガスを供給して該ガスから酸性ガスを除去する工程を備えることを特徴とする廃棄物転換プロセス。４９．請求項４８の廃棄物転換プロセスにおいて、前記タービン発電機は、蒸気又は水が注入されるガスタービンを含むことを特徴とする廃棄物転換プロセス。５０．廃棄物を転換するための廃棄物転換プロセスであって、（ａ）所定位置に設けられる第１及び第２の排出ポート、並びに、その中に設けられる少なくとも１つのアークプラズマ電極を有しているアークプラズマ炉に廃棄物を導入する工程と、（ｂ）前記廃棄物を前記アークプラズマ電極に接触させて、前記廃棄物を金属層、スラグ層、及び、気相に分離する工程と、（ｃ）前記気相及び前記スラグ層を、前記炉の第２のポートを通して、ガス排出ポート及びスラグ排出ポートを所定位置に有していて前記アークプラズマ炉に接続されているジュール加熱メルターに供給する工程と、（ｄ）前記スラグ層を前記ジュール加熱メルターの中で所定時間にわたって混合し、これにより、スラグ産物を生成する工程と、（ｅ）前記メルターから前記ガス排出ポートを通して前記気相を取り出す工程と、（ｆ）前記気相をガス清浄装置の中で処理し、これにより、該気相の中の微粒子をこの気相から分離して、燃料ガスを生成する工程と、（ｇ）前記燃料ガスを燃焼器に供給する工程と、（ｈ）前記工程（ｇ）と実質的に同時に前記燃焼器に空気を導入し、これにより、前記燃料ガス及び前記空気から燃焼生成物を形成する工程と、（ｉ）前記燃焼生成物をタービン発電機に供給し、これにより、前記燃焼生成物により前記タービン発電機を駆動して電気を発生させる工程とを備えることを特徴とする廃棄物転換プロセス。５１．共通の溶融物プールと共に使用するのに適した一体型のアークプラズマ／ジュール加熱メルター装置であって、前記共通の溶融物プールの頂部で又は該溶融物プールの中でアークプラズマを発生させる手段と、前記共通の溶融物プールの中でジュール加熱を行う手段とを備えることを特徴とする一体型のアークプラズマ／ジュール加熱メルター装置。５２．共通の溶融物プールと共に使用するのに適した完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置であって、少なくとも１つのアークプラズマ電極と前記共通の溶融物プールとの間で、前記共通の溶融物プールの頂部に又は該共通の溶融物プールの中に、アークプラズマを発生させることのできる第１の電源と、前記共通の溶融物プールの中でジュール加熱を行うことのできる第２の電源とを備えており、前記第１及び第２の電源は、これら第１及び第２の電源が、有害な電気的な相互作用を行うことなく、前記共通の溶融物プールの中の導電路を用いて、独立的に制御可能な作用を同時に行うことができるように、構成されていることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。５３．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記第２の電源は、ＡＣ電源であり、該ＡＣ電源は、一次巻線と、第１及び第２の端部を有する少なくとも１つの二次巻線とを含んでいて、複数のジュール加熱電極に接続されている変圧器と、前記変圧器の前記各々の二次巻線の前記第１の端部に直列に接続されている少なくとも１つのコンデンサと、前記変圧器の前記各々の二次巻線の前記第２の端部に直列に接続されている少なくとも１つの可飽和リアクタとを備えていることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。５４．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記第１の電源は、ＤＣ電源であることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。５５．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記アークプラズマ電極の数は、２つであることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。５６．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記アークプラズマ電極の数は、３以上であることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。５７．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、当該装置には、６つのジュール加熱電極が設けられており、これら６つのジュール加熱電極は、第１、第２及び第３の独立した電源回路を形成していることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。５８．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、当該装置は、細長いチャンバの形態を有していることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。５９．請求項５８の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記アークプラズマ電極の数は、２であることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。６０．請求項５８の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記アークプラズマ電極の数は、３以上であることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。６１．請求項５９の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記細長いチャンバの中には、６つのジュール加熱電極が設けられており、これら６つのジュール加熱電極は、第１、第２及び第３の独立した電気供給回路を形成していることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。６２．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記第１の電源は、ＤＣ電源であり、該ＤＣ電源は、少なくとも１つの二次巻線を有する変圧器と、第１及び第２の端部を有していて、前記第１の端部が前記少なくとも１つの二次巻線に接続されている、少なくとも１つの可飽和リアクタと、ＡＣ入力部及びＤＣ出力部を有していて、前記ＡＣ入力部が前記少なくとも１つの可飽和リアクタの前記第２の端部に電気的に接触している、整流手段と、第１及び第２の端部を有していて、前記第１の端部が、前記整流手段の前記ＤＣ出力部に電気的に接触している、インダクタと、アーク端部及び接続端部を有していて、前記接続端部が、前記インダクタの前記第２の端部に電気的に接触しており、また、前記アーク端部が、前記共通の溶融物プールの頂部に又は該共通の溶融物プールの中にアークプラズマを発生することができるように位置決めされている、少なくとも１つのアークプラズマ電極とを備えることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。６３．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、更に、少なくとも１つの金属排出ポートと、少なくとも１つのスラグ排出ポートとを当該装置の所定位置に備えていることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。６４．請求項６３の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記金属排出ポートは、当該装置の底面付近に位置決めされていることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。６５．請求項６３の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記スラグ排出ポートは、当該装置の側面に対して所定の角度をなして上方に伸長しており、また、前記スラグ排出ポートは、当該装置の底面よりも上方のレベルにある又は該レベルの下方にある位置と前記共通の溶融物プールの表面よりも下方の位置との間に設けられていることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。６６．請求項６５の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、更に、前記スラグ排出ポートに取り付けられている補助加熱チャンバを備えることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。６７．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記少なくとも１つのアークプラズマ電極は、グラファイト電極であることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。６８．請求項６７の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、前記少なくとも１つのアークプラズマ電極は、保護被覆を含んでいることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。６９．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、更に、当該装置に対して所定位置に、複数の誘導加熱コイル及び／又は混合コイルを備えていることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。７０．請求項５２の完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置において、更に、当該装置の所定位置に当該装置の底面から所定距離離れて設けられた少なくとも２つのジュール加熱電極を備えることを特徴とする完全に一体化された同調可能なアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。７１．廃棄物を有用なエネルギ及び／又は固体産物に転換するための廃棄物転換システムであって、共通の溶融物プールと共に使用される完全に一体化されたアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置を備えており、該廃棄物転換装置は、（ａ）少なくとも１つのアークプラズマ電極と前記共通の溶融物プールとの間で、前記共通の溶融物プールの頂部に又は該共通の溶融物プールの中に、アークプラズマを発生させることのできる第１の電源と、（ｂ）前記共通の溶融物プールの中でジュール加熱を行うことのできる第２の電源とを備えており、前記第１及び第２の電源は、これら第１及び第２の電源が、有害な電気的な相互作用を行うことなく、前記共通の溶融物プールの中の導電路を用いて、独立的に制御可能な作用を同時に行うことができるように構成されており、前記廃棄物転換装置は、更に、（ｃ）該廃棄物転換装置からガスを排出するように位置決めされた第１の排出ポートと、（ｄ）該廃棄物転換装置から金属を排出するように位置決めされた第２の排出ポートと、（ｅ）該廃棄物転換装置からスラグを排出するように位置決めされた第３の排出ポートとを備えており、当該廃棄物転換システムは、更に、前記廃棄物を前記廃棄物転換装置の中に供給し、前記廃棄物を前記アークプラズマに接触させることにより、前記廃棄物転換装置の中に、金属層、スラグ層及び気相を形成する手段と、前記廃棄物転換装置に取り付けられていて、前記廃棄物転換装置から排出されたガスを燃料ガス及び微粒子物質に分離することができる、ガス清浄装置と、前記ガス清浄装置に取り付けられていて、前記ガス清浄装置からの前記燃料ガスを用いて電気を発生させることのできる、ガスタービン発電装置と、所定量の補助燃料を所定速度で前記ガスタービン発電装置に導入する手段とを備えることを特徴とする廃棄物転換システム。７２．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、前記補助燃料は、暖房オイル、ジーゼル燃料又は天然ガスであることを特徴とする廃棄物転換システム。７３．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、前記ガスタービン発電装置が、内燃機関発電装置で置き換えられていることを特徴とする廃棄物転換システム。７４．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、前記補助燃料は、暖房オイル、ジーゼル燃料又は天然ガスであることを特徴とする廃棄物転換システム。７５．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、前記第１の電源は、ＤＣ電源であり、該ＤＣ電源は、少なくとも１つの二次巻線を有する変圧器と、第１及び第２の端部を有していて、前記第１の端部が前記少なくとも１つの二次巻線に接続されている、少なくとも１つの可飽和リアクタと、ＡＣ入力部及びＤＣ出力部を有していて、前記ＡＣ入力部が前記少なくとも１つの可飽和リアクタの前記第２の端部に電気的に接触している、整流手段と、第１及び第２の端部を有していて、前記第１の端部が、前記整流手段の前記ＤＣ出力部に電気的に接触している、インダクタと、アーク端部及び接続端部を有していて、前記接続端部が、前記インダクタの前記第２の端部に電気的に接触しており、また、前記アーク端部が、前記共通の溶融物プールの頂部に又は該共通の溶融物プールの中にアークプラズマを発生することができるように位置決めされている、少なくとも１つのアークプラズマ電極とを備えていることを特徴とする廃棄物転換システム。７６．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、前記第２の電源は、ＡＣ電源であり、該ＡＣ電源は、一次巻線と、第１及び第２の端部を有する少なくとも１つの二次巻線とを含んでいて、複数のジュール加熱電極に接続されている変圧器と、前記変圧器の前記各々の二次巻線の前記第１の端部に直列に接続されている少なくとも１つのコンデンサと、前記変圧器の前記各々の二次巻線の前記第２の端部に直列に接続されている少なくとも１つの可飽和リアクタとを備えていることを特徴とする廃棄物転換システム。７７．請求項７６の廃棄物転換システムにおいて、前記第１の電源は、ＤＣ電源であることを特徴とする廃棄物転換システム。７８．請求項７７の廃棄物転換システムにおいて、前記ＤＣ電源は、少なくとも１つの二次巻線を有する変圧器と、第１及び第２の端部を有していて、前記第１の端部が前記少なくとも１つの二次巻線に接続されている、少なくとも１つの可飽和リアクタと、ＡＣ入力部及びＤＣ出力部を有していて、前記ＡＣ入力部が前記少なくとも１つの可飽和リアクタの前記第２の端部に電気的に接触している、整流手段と、第１及び第２の端部を有していて、前記第１の端部が、前記整流手段の前記ＤＣ出力部に電気的に接触している、インダクタと、アーク端部及び接続端部を有していて、前記接続端部が、前記インダクタの前記第２の端部に電気的に接触しており、また、前記アーク端部が、前記共通の溶融物プールの頂部に又は該共通の溶融物プールの中にアークプラズマを発生することができるように位置決めされている、少なくとも１つのアークプラズマ電極とを備えていることを特徴とする廃棄物転換システム。７９．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、更に、当該システムの所定位置に、少なくとも１つの金属排出ポート及び少なくとも１つのスラグ排出ポートを備えていることを特徴とする廃棄物転換システム。８０．請求項７９の廃棄物転換システムにおいて、前記金属排出ポートは、前記装置の底面付近に設けられていることを特徴とする廃棄物転換システム。８１．請求項７９の廃棄物転換システムにおいて、前記スラグ排出ポートは、前記装置の底面に対して所定角度をなして上方に伸長しており、また、前記スラグ排出ポートは、前記装置の底面の上方のレベルにある位置又は該レベルよりも下方にある位置と前記共通の溶融物プールの表面の下方の位置との間に設けられていることを特徴とする廃棄物転換システム。８２．請求項８１の廃棄物転換システムにおいて、更に、前記スラグ排出ポートに取り付けられている補助加熱チャンバを備えることを特徴とする廃棄物転換システム。８３．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、前記装置は、細長いチャンバの形態を有していることを特徴とする廃棄物転換システム。８４．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、前記アークプラズマ電極の数は、２であることを特徴とする廃棄物転換システム。８５．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、前記アークプラズマ電極の数は、３以上であることを特徴とする廃棄物転換システム。８６．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、前記装置の中には、６つのジュール加熱電極が設けられており、これら６つのジュール加熱電極は、第１、第２及び第３の独立した電源回路を形成していることを特徴とする廃棄物転換システム。８７．請求項７１の廃棄物転換システムにおいて、前記少なくとも１つのアークプラズマ電極は、グラファイト電極であることを特徴とする廃棄物転換システム。８８．請求項８７の廃棄物転換システムにおいて、前記少なくとも１つのアークプラズマ電極は、保護被覆を含んでいることを特徴とする廃棄物転換システム。８９．共通の溶融物プールと共に使用されるアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置であって、アークプラズマトーチを非トランスファーモードで用いて、アークプラズマを発生させることのできる第１の電源と、前記共通の溶融物プールの中でジュール加熱を行うことのできる第２の電源とを備えており、前記アークプラズマトーチは、前記共通の溶融物プールの上方の所定位置に設けられており、これにより、該プラズマトーチの２つの電極によって形成されるアークプラズマは、前記共通の溶融物プールの上方で発生されることを特徴とするアークプラズマ／ジュール加熱メルター廃棄物転換装置。