JPS6310698A - 固形燃料組成物ならびに有害廃棄物を無害化する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 高温石灰キルンに用いる燃料の費用は近年著しく増大し
ている。燃料費はかつて最終製品価格のわづかな一部分
をなしていたが、石灰の製造費のかなりな部分となった
。

加えて、石灰製造業者は排ガス洗浄汚染抑制装置を建設
しかつ運転する際の複雑さを最少化するために清浄に燃
焼できる燃料を見付けるという問題に直面している。油
および石炭のような燃料は比較的高水準の硫黄を含有す
ることは周知である。

さらに、低い等級の（従って低価格の）燃料を用いる場
合、鉛およびクロムのような金属のごとき他の汚染物が
存在するであろう。従って製造業者は燃料費と汚染抑ｔ
１１１費用との間に均衡を図らねばならない。

また現在、一般に産業界は、有毒と考えられるもしくは
規制当局によって指定される固体および液体の廃棄物の
取扱いおよび処分を取締る厳格な環境法規に従っている
ことは周知である。弗素もしくは塩素を含有する炭化水
素、炭化水素溶媒、ペイント、下水廃物などのような廃
棄物は一般に安定化し、包装しかつ埋立てごみ処理施設
に輸送せねばならない。法規は厳しさを増し続けており
、ある梯の有毒物もしくは指定物質を埋め立て地で処分
する可能性がやがて全く認められなくなるであろう。指
定のないいくつかの廃棄物もまた処分問題を生むであろ
う。

本出願においては、指定物質という用語は、ある濃度に
おいて人間の健康に危険を及ぼす特性のためにその特別
な取扱いおよび処分が必要となる一定の化合物をさす。

法規ｍ１ｌｌにより課せられる厳格な取扱い上の要求事
項を回避するには、危険な化合物を危険でない形に転換
するために危険な化合物を反応する他ない。

これらの問題に照らして、本発明は廃棄物処分業界から
容易に入手できる廃棄物から製造する組成物に関するも
のであり、この組成物は上記の指定力質のあるものもし
くは池の有害廃棄物質を含んでよいが、成形固体へと圧
縮され制御された条件下で燃焼する時、上記の物質は、
容易に処分できる無害な化合物に転換される。ブリケッ
ト化した組成物は燃焼中その構造を保持するので、エア
ロゾル飛散灰の生成が最少化され、さもなくば逃散す−
るであろう揮発した硫黄、塩素、弗素および金属化合物
が捕捉される。この岨或吻は非常な安価でもしくはだだ
で入手できる廃棄物成分からつくるので、ブリケット化
した組成物は石灰キルンもしくは他の高温プロセスに非
常に安価な熱恐を供給できる。実際のところ、廃棄物を
撲滅することにより収益をあげることができるのである
。

背景となる皮術 種々の低価格廃棄物からつくる固形燃料は一般に既知で
ある。例えば米国ｖｆ許第４，５９６．５８４号は故紙
と、燃料油のような油製品、廃油、スラリー状もしくは
固形のコークス、製油所塔底物もしくは植物油とから製
造する固形燃料を記載している。組合わせた成分はペレ
ット化する。結合剤および水もまた燃料の一部をなして
よい。

米国特許第４．４９６．３６５号は、生ごみ、スラッジ
（Ｓｌｕｄｇｅ）もしくは他の廃棄物質からベレット化
燃料を製造する方法を開示している。混合物は廃物もし
くは生ごみ、石炭微粉および石灰からなり、熱消毒を行
うよう高圧下でブリケット化される。

他の米国特許たる第４．３５６．０００Ｍは、濃厚なタ
ール状および（もしくは）油状廃棄物から得る燃料につ
いて記載しており、この燃料中ではこのような廃棄物は
水、微飛散灰からの微細分割硅酸アルミニウム、および
セメントと混合されている。米国特許第４．３５６．０
００号の燃料混合物の油成分は、フェノールで汚染され
た液体および廃水、廃有機ペイント、下水廃物、熟成し
たおよびその他の下水汚泥、ならびにフェノールフォル
ムアルデヒド樹脂水性廃棄物を含んでよい。

この場合燃料成分の混合物は強度の低い固体へと固化し
、この固体を引続いて粉砕する。最終製品は１ポンドあ
たり約４．７００ＢＴｕの発熱口をもつ。

これらの参考文献は一般に燃料組成物中での廃棄物の使
用を教示するが、本発明によって解決する特定的問題に
はかかわらない。十分な発熱量をもつ燃料を提供するた
めにセメント、水もしくは有機廃棄物のような他の種々
の成分と組合せて廃石炭および廃油を使用することは一
般に知られているが、上記の参考文献は硫黄含有化合物
、弗素もしくは塩素含有炭化水素、生物体廃棄物、生化
学的廃棄物および（もしくは）金属をこれらの燃料の廃
棄成分中に含めることから来る問題、ならびに燃焼時に
燃料ブリケット中でこのような廃棄化合物を中和しかつ
ブリケット内に保持するという問題は取扱わない。必要
となる燃焼条件の記載もない。

本発明の概要 本発明はその最も好ましい実施態様として発熱成分、有
害１！東成分および中和成分からなる。しかし、発熱成
分はそれ自体のうちに有害廃棄成分を含有してよいこと
に留意すべきである。例えば硫黄含有成分を用いる場合
がこれにあたる。組成物は固形燃料へと成形され、かつ
、組成物から発熱量を取り出すのと同時に有毒なもしく
は好ましくない（処分問題のため）廃棄物を一層容易に
処分できる物質に転換するために、燃焼条件下におかれ
る。

ｔｉｎブリケットの全体的組成が液体４０ｉ１量％以下
であり、かつ２００ｂｔｕ／ポンドを越える正味発熱量
をもつかぎり、いづれの成分も液体もしくは固体であっ
てよい。

中和成分は、石灰微粉、石灰キルン　バッグハウス（ｂ
ａｇｈｏｕｓｅ　）粉塵、セメントキルン粉塵、製紙工
場からの炭酸カルシウム汚泥、ＢＯＦ粉塵などの廃棄物
の主要成分としてＭｇ、ＣａもしくはＮａの酸化物、水
酸化物および炭酸塩を含有してよい。通常この成分は単
独のもしくはＮａＯＨと混合したＣａＯもしくはＣａ（
ＯＨ）２であろう。

有害廃棄成分は、有毒な汚染物の濃度が高すぎて通常の
埋立て処分で有害物質を処分できないが、汚染物の濃度
が低すぎて汚染物質の回収もしくは使用を経済的に可能
としないように「指定」物質もしくは指定外の物質で汚
染された何らかの物質であってよい。例えば、メッキ処
理からの廃水はＣｒ　”としてクロムを含むが、濃度が
低いのでり１コムの回収は非経済的であり、しかも廃水
はそれを通常の下水に放流するにはクロムの含有が多す
ぎる。

他の例は、ペイント　フード排気空気系統にペイントお
よびペイント溶媒物質の大気への放散を抑制するガス洗
浄器を含む場合のペイント塗装操作からのガス洗浄器液
である。この液つまり水は下水への排出を許容するには
多すぎる有機物質ないし炭化水素を含有するが、溶媒の
回収を経済的に可能とするにはまたは燃料として役立て
るには少なすぎる炭化水素を含有する。さらに別な例は
化学物質の漏洩により汚染した泥土である。泥土が少Φ
の危険物質で汚染されているので、多くの場合、数百ト
ンあるいは数千トンの泥土を処分場に運搬せねばならな
い。汚染の程度は汚染物質の回収もしくは使用を経済的
に可能にするには低すぎるが、通常の処分を可能とする
には汚染度が高ずざる。この新規な燃料組成物はこれら
の三種類の物質（燃料、中和剤および有害廃棄物）の組
合せを可能とし、その結果、混合物は成形固体へと成形
しかつ例えば石灰キルン内で燃料として有利に使用する
ことができる。

この組成物は成形固体製品に構造的な一体性を与えかつ
成分を固体内で緊密に接触する圧力の下で成形すべきで
あることが判った。約１，０００ｐｓｉから２５．０Ｏ
Ｏｐｓｉ（望ましくは６．０００〜８．ｏｏｏｐｓｉ　
）の圧力を用いる。成形後、固形燃料は、その中の有害
廃棄物を反応させかつ混合物の中和性の部分をなす物質
と再結合させるのに十分な燃焼条件下におく。この条件
は混合物中の物質に関係しつつ大幅に変りうるが、燃料
の有害廃棄成分を指定外のないしは無毒な化合物に実質
的に転化するために、約１．１５０℃から約１゜３００
℃において約３０分以上燃焼するのが一般に望ましい。

しかし時間お、よび温度は廃棄物の性質に、ならびに廃
棄成分を無害でかつ容易に処分。

できる形に転換するのに必要な事項に依存する。

通常固形燃料の燃焼は、石灰キルンのようなキルンもし
くは加熱炉を加熱するためにブリケットの発熱量を完全
につかうことができるような時間にわたって行う。

本発明の望ましい態様および詳細な説明本発明は、発熱
成分（通常コークスもしくは石炭廃棄物）、中和成分（
通常、廃石法、石灰石および水酸化ナトリウム）ならび
に多塩素化ピフェニル（ＰＣＢ）　、硫黄含有化合物お
よび（もしくは）鉛、クロム、カドミウムおよび亜鉛の
ような金属のような化合物を含有する有害廃棄物を含有
する燃料組成物である。生物体廃棄物もまた用いてよい
。これらの物質は廃棄物処分業界から容易に入手でき、
従ってこれらの物質を有利かつ安価に処分する方法を提
供しようという多くの動機が認められる。

固形燃料組成物の廃棄成分は特に、例えば多塩素化ビフ
ェニル（ＰＣＢ＞、硫黄および金属で汚染した種々の廃
油もしくは廃園体からなってよいことは驚くべきである
。この燃料は便利で低価格な燃料源を与える。この燃料
源においては、ＰＣＢからの塩素、硫黄および金属が燃
焼排ガスとともに排出される可能性を最少にするために
、これらのような廃棄物は高温で生成する固体反応生成
物として固形燃料の構造体内に保持される。

固形燃料の独特な組成は成分間の反応を促進し、燃料の
燃焼とともに安定な物質が生成する。固体反応生成物中
に生成する物質は一般に水溶性でなく、従って通常の埋
立て処分場での処分を可能にする。

燃料はまた下水汚泥、動物のｌ！骸、生体組織や他の医
療廃物、および研究所の生化学廃棄物のような生物体廃
棄物を用いることもできる。勿論、このような等級の低
い燃料および廃棄物は非常に安価な費用で得ることがで
き、あるいは廃棄物を分解することによって収入をあげ
ることが実際に可能である。

組成物は液体を高々４０重量％含むのが望ましい。この
液体は燃料であってよくあるいは燃料を含んでよくある
いは正味の発熱量をもたなくてよい。液体成分を４０％
以下に制限する化学的な理由は何らないが、より多くの
液体からなる圧縮したブリケットは取扱いおよび積上げ
に必要な一体性に欠けることが判っている。

中和成分中には、アルカリ化合物例えばＮａＯＨ，Ｃａ
　（ＯＨ）　　、Ｍｇ（ＯＨ）２もしくはこれらの酸化
物もしくは炭酸塩を用いることができる。

中和成分中に水酸化ナトリウムを用いる場合、有書廃東
物中の塩素もしくは弗素の螢によってきまる農の水酸化
ナトリウムが通常存在するである。

う。

「赤泥Ｊ　　（”Ｒｅｄ　ｍｕｄ　”　）　Ｕボーキサ
イトからのアルミナ抽出の廃棄スラリー生成物であり、
水酸化ナトリウムの優れたそして安価な入手源である。

本発明で使用する赤泥はアルミナ （Ａ１２０３）およびその水和物と少弔盛分たるＦｅ　
　Ｏ、ＳｉＯ、ＣａＣＯ３、ＭｑＣＯ３とＮ　ａ　ＯＨ
で飽和した水とからなる１０〜２０％固体を含有するス
ラリーである。１〜２０％の赤泥スラリーを用いるのが
望ましく、また６〜１５＠看？６のスラリーを用いるの
が望ましい。２５％を越える量のスラリーは灰状物質を
高温で粘着性にしまたブリケットは製造した時に弱くな
る。

本発明の燃料ブリケットを加熱するにつれ、「赤泥」中
に含まれる水酸化ナトリウムは融解し、また水酸化カル
シウム（中和成分中に含まれる石灰石からの）とともに
二相の媒体を形成し、これに塩素化もしくは弗素化有機
物質の分解および燃焼からのＣＩ　およびＦ２が容易に
吸収される。

発熱成分もしくは廃棄成分のいづれか中に、通常硫化物
もしくは硫ｌ！塩の形で存在してよい硫黄化合物も同様
に吸収される。塩素、弗素および硫黄含有廃棄物を組成
物中に用いる場合、カルシウム（水和物からの）とナト
リウム（赤泥からの）との全体を燃料組成物中の塩素、
弗素および硫黄のモル組成の２倍以上に増加することに
より、上記の廃棄物の捕捉が最大化される。

本発明の中和成分のための石灰は、石灰石微粉、石灰キ
ルンバッグハークス粉塵、石灰キルンスクラツバー固体
、炭酸カルシウムスラッジ、水和物（Ｃａ　（ＯＨ）２
　）　、および石灰工場もしくは製紙工場を出所とする
ような流れを含有する他の廃石法からくるものであって
よい。一般に、これらのようなものを中和成分として用
いる場合、最終的な燃料組成物はこれらの物質を５０重
量％まで含有してよい。

中和成分中で用いることのできる他の廃棄物質には、電
弧炉粉塵（ｒＥＡＦＤＪ　）つまりＦ　ｅ２０３　、Ｚ
　ｎ　Ｏ−Ｐ　ｋ）ＯｌＭｇＯおよびＣａＯの混合物が
いくらかの５ｔＯ２および塩基性ｌｌ！素炉（ｂａｓｉ
ｃ　ｏｘｙｇｅｎ　ｆｕｒｎａｃｅ）粉塵（「ＢＯＦ」
、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯおよび＄１０□の混合物）ととも
に含まれる。このような加熱炉粉塵は、ＰｂおよびＣｒ
のような金属と結合して安定で浸出不可能なセラミック
質の錯体を生成する化合物を供与する。燃料組成物の７
０１１％までのＥＡＦＤを用いることができる。

ＣａＯ＜塊状物中に含まれる水和物からの）とＦｅ２ｏ
３−Ａ１２０３との結合により低温共融混合物が生成す
る。「赤泥」を用いる場合、Ａｌ２Ｏ３の分率はＥＡＦ
Ｄよりも高く、また赤泥中のＮａＯＨは共融混合物の融
点をさらに低下する。融解物はすべての利用可能な金属
酸化物例えばｐｂｏ、クロムその他を水による抽出に抵
抗力のあるセラミックへと錯体化する。ＥＡＦＤ例えば
、１部（重量）、８００ｐｐｍのＰＣＢ油で汚染された
泥土１部、石炭微粉廃棄物１部、牛厩肥１部、および赤
泥０．２部を混合しかつ１，２５０℃で燃焼した。最初
、ＥＡＦＤからのＰｂＯは４９３　ｐａＩｌｌであり、
またＣｒは７８　ＤＯＩＩＩであった。

同温度で４０分後、残留固体から抽出されるＰｂｏは２
１　Ｄｔ）ＩＩＩ　ｔ’ありまたＣｒは６ＤＤｌ？あっ
た。９０分後、Ｐｔ）Ｏは０．６１）ＤＩ　ｒありＣｒ
は０．２ｐｐｍに低下した。

望ましい態様において本発明の発熱成分は通常高炉コー
クス粉もしくは廃石炭微粉であろう。これらはコークス
製造もしくは採炭からの廃棄物として得られるであろう
。なぜならばこのような材料はその寸法のためコークス
および石炭生産者にとってほとんど価値がないからであ
る。このような廃石炭もしくは廃コークス流は一般に平
均的４型儂％の硫黄を含有し、従って出てくる排ガス流
のための十分な洗浄装置がないならば魅力的な燃料では
ない。このためこれらの廃棄物は本発明の低価格の発熱
成分となる。発熱成分として用いることのできる他の材
料には廃油、廃ペイント、廃有機溶媒、廃石炭、廃コー
クス、木粉および廃タイヤが含まれる。基本的には、組
成物１ポンドあたり最低２００　ｂｔｕを与える炭化水
素含有物質は何でも用いることができる。

他の廃燃料成分として、生物体廃棄物もまた用いること
ができる。これにｔよ初物の厩肥、死骸、および下水処
理汚泥が含まれるであろう。以前は、これらの廃棄物の
使用は保存の問題に支配されていた。しかし、Ｃａ（Ｏ
Ｈ）２をこのような廃棄物と混合することによりＩ）ｌ
ｌを十分に高くして、生物学的活性をなくすことができ
ることが知られている。従ってこれらの材料は本発明の
組成物中での使用に適しており、保存の問題はない。

本発明の組成物は効率的な高温安定化特性があり、発熱
成分と有害廃棄成分との発熱量は固体組成物１ポンドあ
たり少くとも２００　ｂｔｕを与える。

発ａｍがこれより低い場合、満足なキルン条件を得るの
にもしくは燃料の有毒成分を完全に中和するのに必要な
温度を達成するのに不十分な燃焼が起るであろう。供給
材料１ポンドあたり２００ｂｔｕはキルンもしくは加熱
炉の熱効率の実用的な下限である。従って、発熱量が２
００ｂｔｕ／ポンドより低い燃料は逐次的に自己冷却す
る燃焼環境を惹起する。この値以上では、キルンもしく
は加熱炉内に高温燃焼環境を維持することができる。

発熱成分の量の最大値は、組成物中での使用が有利な中
和成分と廃棄成分との全体の最少量のみによって制限さ
れるが、一般に組成物の８０重量％以下に制限されるで
あろう。

本発明の組成物の有害廃棄成分として、使用済の油およ
び１１１８１剤、混合溶媒、ＰＣＢで汚染した水、ＰＣ
Ｂで汚染した土壌、廃タイア、プラスチックス、樹脂お
よび接着剤の製造からの廃棄物、クリーニング液、ペイ
ント塗布のためのスクラツバー　スラッジ（ｓｃｒｕｂ
ｂｅｒ　５ｌｕｄｏｅ　）　、油ａＳＳにおける残留分
、動物性廃棄物、下水汚泥、石炭残留分、アルミニウム
炉内張り材（金属で汚染した炭素）、医療廃棄物（生物
学的および生化学的研究からのネズミおよびハツカネズ
ミの死骸）、メッキ廃液、製鋼工場スラッジ（油および
タール残漬と鉄、鉄鉱石、および他の金属粉もしくは微
細分割固体との混合物）、化学工場の使用済の清浄化溶
媒、危険物質で汚染している清拭用ぼろきれおよび紙製
品および他の廃棄物を使用することができる。本発明は
有毒と考えられる廃棄物もしくは指定されており従って
産業にとって処分が問題となる廃棄物に特に関する。共
通の処分問題となる種々の有毒廃棄物で汚染している土
壌は燃料組成物の全体の９０重量％まで使用することが
できる。

アルミニウム炉内張り材のように、廃棄物の共通成分を
なす多くの金属は、廃棄物を厳しい処分要件に従わせる
濃度で存在する場合、本発明の方法で処理できることが
判った。クロム、カドミウム、ベリリウム、バリウム、
セレン、鉛、銅、ニッケル、マンガン、砒素、アンチモ
ニー、ビスマス、バナジウム、およびゲルマニウムは燃
焼したブリケットの残留灰中に具合良く保持されている
ことが試験の結果示された。石灰もしくは水和物として
ブリケットに石灰を添加し、シリカが赤泥もしくは飛散
灰に由来し、アルミナが赤泥もしくはボーキサイトに由
来する場合、残留灰中の主要な成分はセラミックの形の
ＣａＯ−８ｉ０２−ＡＪＩ２０３である。セレンを除く
すべての金属は酸化物として基質中に一層効率的に保持
される。

セレンは金属として一層効率的に保持される。金属酸化
物の保持を促進する残留灰の組成はＳ　ｉ　０２　、Ａ
、ｆｆ１２０３　、Ｃａｂ、ＺｎＯ１Ｆｅ２０３　（有
効性の低下する順序で記載）の混合物でありまた、保持
すべきクロムが多くないがぎり、ＺｎＯの効果は僅かで
ある。Ｘ線回折データおよびミクロ分析器での分析値か
らみて、金属酸化物シよ、その関与する温度下でスピネ
ル（アルミネートおよびフェライト）およびカルシウム
−シリケートと錯体をつくるものと考えられる。スピネ
ルおよび結合したシリケートは水に比較的不溶解であり
、厳しい処分要件に従わないでよい。

水銀は実験において成功裡に保持できなかった金属であ
る。これはこの金属の沸点が低いことおよびその酸化物
が不安定なことにおそらくよる。

所定の捕捉すべき金属（金Ｉ２１酸化物）の量は、それ
を融解して倉入すべき残留灰の量によってのみ制限され
る。金属が高濃度の場合、経済的である回収方法はいく
つかある。しかしブリケット組成物全体中のＰｂＯが８
％もありＣｄが１％もある試験バッチをつくった。この
バッチを、　、ＳｉＯ、Ａｊ！　　　Ｏ１ＣａＯ１ｚ’
ｎ’ｏ、、ｔｙよ、−５び、Ｆｅ２０３の混合物がｐｂ
ｏおよびＣｄ１モルあたり少くとも６モルである浸出不
可能なセラミック中に混合する。

ブリケットのような成形固体の形で本発明の組成物を使
用する結果、例えば石灰キルン内での燃焼は、白熱する
灼熱固体（ｇｌｏｗｉｎｇ　ｑｉｂｅｒ　＞の様相を呈
する。このような方法においては、燃焼従ってキルン温
度は慎重に制御することができる。

その結果、ブリケット内で反応が起きるのが可能となり
、水和物基質が石灰へと分解し、引続いてＣａＦ２およ
びＣａＣｌ２のような化合物のＣａＯおよびＣａ　Ｏ／
　Ｓ　ｉ　Ｏ２中への融剤による溶解、（ｆｌｕｘｉｎ
ｇ　ａ＋ｅｌｔ）が起る。廃棄成分の一部としてブリケ
ット組成物中に倉入されている廃棄物質中の金属は酸化
されかつＣａｏおよびＭｇＯの融剤処理された錯体中に
結合され、比較的不活性のセラミック錯体が生成される
。Ｃｒ＋６のような金属でさえ反応されてこれらの錯体
中に結合されることが例えば判っている。同様に、硫黄
はカルシア　（ｃａｌｃｉａ）基質内にＣａＳＯ４とし
て保持される。

本発明の使用から大きな経済的利益゛を与えるのは、低
価値の廃棄物質を価値のある燃料源中に組みこみ、しか
も有毒廃棄物もしくは有害廃棄物から不活性な化合物を
生成するという能力である。

基本的には本発明はその組成物の使用により、キルンも
しくは加熱炉を廃棄物の処分装置とする。

本発明の燃料は混合のための適当な何らかの方法によっ
て液状廃棄物および固体廃棄物と組合わせることにより
成形固体へと成形するのが最も有利である。混合物を一
定時間撹拌し、その後市販のブリケット化プレスにより
力を加える。固形燃料製品の形状もしくは寸法には重要
性はなく、また固体内での組成に関してここに挙げた要
件のみに従って種々の形状および寸法を用いることがで
きる。高い初期成形圧力は固体の強度を改良しかつ残留
灰による硫黄および塩素の捕捉を増強することが判った
。１．００００３ｉから２５．０００ｐＳｉの圧力は成
功裡に用いられているが、ブリケット化プレス内の最゛
適な圧力は６．０００ｐｓｉから８．０００ｐｓｉであ
ることが判っている。８゜０００　ｐｓｉよりも高い圧
力は硫黄もしくは塩素の捕捉を僅にしか増大しない。

良好な取扱い特、性をもつ燃料ブリケットをつくるため
の物質の混合物は、１０〜４０重量％の粗粒成分例えば
石灰石微粉、石油コークスおよび（もしくは）廃棄水和
物；１０〜４０重量％のより微細な固体物質、例えば廃
石炭微粉、炭酸カルシウムスラッジもしくは石灰キルン
バッグハウス組合わせることによりつくることができる
。

ブリケットの加熱の際に生成する硫黄および塩素排ガス
を一層均質的に含有するブリケットを得るために完全に
混合するのが有利である。

本発明で用いる固体成分の寸法は臨界的でないが、一般
に材料は粉卯もしくは粉末の形で用いる。

例えば石灰微粉、廃棄水和物および石灰石微粉は１００
％が４メツシユの篩を通過する顆粒物質の形で容易に入
手できる。１ｆｌｌ性のコークスは一般に以た寸法をも
っているであろう。僅に大きな粒子＜５０％が８メツシ
ユの篩を通過する）でも用いることができる。加熱炉粉
塵およびバッグハウス粉塵は通常微粉末として存在する
。いづれにせよ３７８インチの鴎を通過しない固体は使
用しないのが望ましい。なぜならばこのような寸法はブ
リケットの成形および稠度に悪影響を与えるからであろ
う 本発明の燃料組成物はブリケットもしくはベレットのよ
うな成形固体に一旦成形すると、このような固体燃料を
使用するのに適した特徴のある石灰キルンのような高温
キルン内で用いることができる。燃料は、ｆ、ＩＩ　１
１１１された条件下でブリケットが白熱した灼熱体とし
て燃焼するのを特徴とする特徴をもつ石灰キルン内で用
いるのが最も有利である。

本発明の組成物を上記した条件下で用いると少くとも二
つの利点がある。第一に燃料費が一層安くなる。第二に
ざちなくば厳しい処分要件に従う廃棄物が、容易に処分
される比較的不活性な化合物に転化される。

この燃料の使用は排ガス洗浄装置に対する必要性をなく
するが、アルカリ洗浄器を用いる設備においては第三の
利点が生れる。このようなガス洗浄装置内で生成するス
ラッジは、本９．明のブリケット中に捕捉されない成分
を保持する。このスラッジは循環してブリケット成分と
して使用することができる。従ってガス洗浄型スラッジ
はそのままでブリケット化燃料の廃石灰およびＣ１，、
−Ｆ２／アルカリ融剤の他の源泉となる。

本発明の組成物は上記に列記した物質を含み、この物質
から実質的になりもしくはこの物質からなってよくまた
本発明の方法はこのような物質による上記した工程を含
み、この工程から実質的になりもしくはこの工程からな
ってよい。

以下の路傍は本発明の組成物のいくつかおよびこれらを
使用する条件を記載するが、これらは本発明の範囲を制
限するものと考えるべきでない。

実施例 使用可能でありしかも使用時に十分な温度を達成する、
発熱量成分の最少量を決定するために組成物を製造した
。以下の組成物をつくるのに、下記の成分をＬｉｔｔｌ
ｅ４ｏｒｄリボンプレンダー中で混合しかつ得られる混
合物を、イリノイ州シカゴ市のＪ、　Ｒ，ＫＯＩＩｌｅ
ｒｋにより製造される２０一ル式スクリュー供給ブリケ
ット製造プレス（８−２型）を用いて下記の圧力下にお
く。

下記の組成をもつ燃料ブリケットを製造した：成分　　
　　　　　　　　　　　　　重量％（２）　中和成分 石灰微粉　　　　　　　　　　　　　１４赤泥スラリー
　　　　　　　　　　　１２石灰キルンバッグハウス粉
塵１６ （ｃ）発熱成分および有害廃棄成分 高炉コークス粉　　　　　　　　　　２５石炭微粉廃棄
物　　　　　　　　　　２１廃油　　　　　　　　　　
　　　　　　１２廃油は油、溶媒および他の化学物質を
含有する廃炭化水素の混合物であった。混合物は５％の
塩素（塩素化炭化水素例えばＰＣＢなど）とＰｂ１Ｚｎ
、Ｃｄおよび０ｒ（６価）とを含有した。

液体と固体との混合物を組合わせ、６分間にわたって完
全に撹拌し次いで約３．０００〜５．０００ｐｓｉの圧
力下で市販のブリケット化プレス内でそれぞれ約１２０
ｇのブリケットへとプレス成形した。ブリケットは１ポ
ンドあたり平均４．２’１Ｑｂｔｕの発熱量を有した。

ブリケットを直径２４インチ、高さ１７フイートのベン
チ規模の石灰キルン内にいれ、良い設計のキルン内にみ
られる時間一温度プロフィールの下においた。２００分
間にわたって最高温度を約１．２００℃までに制限する
ことにより、燃料ブリケットは９９％より高い炭素の燃
え尽き率を達成し、硫黄全体の９３％がブリケットの残
留灰状物質中に保持された。塩素全体の約９２．６％が
主としてＮａＣｊ−Ｃａ（：１２−ＣａＯ−Ｆｅ２０３
の四元融成物（Ｘ線回折により測定した）として残留灰
状物質中に保持さ机た。金属はＡｚ　　Ｏ１Ｆｅ２０３
Ｉ５よびＣａＯとともにスとネル中の結合酸化吻として
保持された（やはりＸ線回折により測定した）。金属に
関する物質収支により９８．９％から９９．６％の金属
が残留灰状物質中に保持されることが示された。

この灰状物賞は現在の環境規制の定義からは非毒性であ
った。

以下の組成をもつ他の試験処方力をつくった：成分：　
　　　　　　　　　　　　　重量％（２）　中和成分 石灰石微粉　　　　　　　　　　　　　　４赤泥スラリ
ー　　　　　　　　　　　　　　８石灰キルンバグハウ
ス粉１１　　　　　　５０電弧炉粉塵　　　　　　　　
　　　　　１００　発熱成分および廃棄物 石油コーク微粉°（流動性コークス）１６水を基体とす
る溶媒、接着剤および 殺菌剤の廃棄物　　　　　　　　　　　１２液体と固体
とを一緒にしかつ１分間撹拌し、また同じ組成の第二の
バッチを６分間撹拌し、次いで市販のブリケット化プレ
ス内でそれぞれ杓１２８ｇのブリケットへと３．０００
〜５．０００ｐＳｉの圧力でプレス成形した。ブリケッ
トは１ポンドあたり平均的２．３４０ｂｔｕの正味発熱
量を有した。これらの混合物から、成分を完全に混合し
かつ混合物中の石灰をＣａ（ＯＨ）２に水和することは
保持のための反応にとって必須的であることが判った。

成分が未混合であるか、不十分に混合されている′場合
、いくつかの反応はブリケット内で局所化される。この
結果、金属および金属酸化物の保持についてのみならず
燃料成分の燃え尽き率についても、ブリケットの全般的
性能が低下する。

全部で１４３の処方物をつくりかつ大きさが１４９から
８４３９の範囲の燃料ブリケットへと１゜０００〜２５
．０００ｐｓｉの圧力下でプレス成形した。直径２４イ
ンチ、高ざ１７フイートのペンチ規模のキルン内で、種
々の燃料ブリケット処方物およびキルン内の時間一温度
ブＯフィルを用いて６２の操作を行った。残りの８１の
燃料ブリケット処方物を、加減抵抗器を用いて温度を制
御できる小型の電熱式実験用炉内で部分的にもしくは全
体的に燃焼した。曝露時開は１０〜８００分であった。

これらの試験から燃料ブリケットは以下の特性をもつこ
とが判った。

最適のピーク曝露温度は約１２００℃であり、望ましい
ピーク温度保持時開は４５〜１２０分であった。１１５
０℃より低い最高温度は全炭素の燃え尽き率が低下した
。すなわち１１００℃では９３％、１０００℃では８８
％そして９００℃では唯の７１％であった。

約１２００℃以上の最高ないしはピーク温度は炭素の燃
え尽き率（１２００℃で９９十％）を増加しないが、灰
状物質の硫黄保持率は約１２５０℃以上の温度で急激に
低下し、約１３４０℃のピーク温度では燃料中の硫黄の
僅か１８％しか灰状物質中に保持されなかった。これと
は対照的に、これと同じ処方の燃料ブリケットは１１９
０℃で硫黄保持率９６％であった。

高分子量の炭化水素特に塩素化炭化水素の分解率もまた
、ピーク温度が１１００℃以下になると劇的に低下する
。１２１０℃以上のピーク温度では、塩素化炭化水素の
０１２および次亜塩素酸塩、０Ｃ１−への分解はＧＣＭ
Ｓにより９９．９９％と測定された。分解されかつ酸化
された塩素化炭化水素は灰状物質中に倉入されるもしく
はキルン排気ガス洗浄器内でナトリウムおよびカルシウ
ムと化合する塩素化合物を生成する。

１．０００ｐｓｉより低い圧力は構造一体性を不十分と
することが判明し、また６、０００〜８゜０００　ｐｓ
ｉの圧力は硫黄、塩素および弗素を最も効率的に捕捉し
た。つまり２５．０００ｐｓｉまでのより高い圧力は捕
捉率をほんの僅かしか増加しないのにより多くの仕事を
必要とする。

カルシウム物質はもし石灰、石灰キルンバッグハウス粉
塵、水和物もしくは水和物廃棄物であるならば、燃料物
質と十分に混合せねばならない。

不十分な混合は残留灰による硫黄／塩素の捕捉率の低下
を招く。

試験した第三の処方物は以下の組成を有した：成分：　
　　　　　　　　　　　　重量％劫　中和成分 石灰石微粉　　　　　　　　　　　１０電弧炉粉塵　　
　　　　　　　　　１５石灰キルンバッグハウス粉！！
ｌ　　　　３０（ｃ）発熱成分 石炭微粉廃棄物　　　　　　　　　２０（６）　有害廃
棄物 ＰＣ，Ｂ油で汚染した水　　　　　　１０Ｐ　ｃ　Ｂ油
で汚染した土壌　　　　　１５これらの物質の混合物を
６分間撹拌し次いで市販のブリケット化プレス中で平均
重量１２３９のブリケットへとプレス成形した。３．０
００〜５゜０００　ｐｓｉの圧力を用いた。ブリケット
は４４５ｂｔｕ／ポンドの平均発熱量を有した。

より大きな発熱量をもつ燃料ブリケットを用いる他の試
験において採用したものより高い燃料ブリケット対石灰
石の比を用いることにより、直径２４インヂ高さ１７フ
イートのベンチ規模のキルンの１時間の沸留帯内で最高
温度１２２０℃を得た。

キルン内の処理温度プロフィルは燃料ブリケット／石灰
石の何らかの組合わせおよび（もしくは）燃料ブリケッ
トの発熱量によって制御することができる。所望のブリ
ケットの正味発熱量が低い場合、キルンへの石灰石装入
物に対してより多量の燃料ブリケットを用いる。逆に燃
料ブリケットの正味発熱量が高い場合、石灰石装入力に
対してより少量の燃料ブリケットを石灰キルン内で用い
る。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）発熱量成分（以下、発熱成分という）；（
   ｂ）中和成分；および（ｃ）廃棄成分を含む廃棄物質か
   ら誘導する固形燃料組成物であつて、多くとも４０％の
   液体からなり、組成物１ポンドあたり少くとも２００ｂ
   ｔｕの全発熱量をもつ固形燃料組成物。
2. （２）前記廃棄成分がポリ塩素化ビフェニル（ＰＣＢ）
   を含有する液体もしくは固体を含む特許請求の範囲第１
   項記載の固形燃料組成物。
3. （３）中和成分がカルシウム、マグネシウムおよびナト
   リウム化合物の一つを含み、また中和成分中のカルシウ
   ム、マグネシウムおよびナトリウムのいづれかと組成物
   中に存在する硫黄、塩素および弗素のいづれかとの併合
   モル比が２：１以上である特許請求の範囲第１項に記載
   の固形燃料組成物。
4. （４）廃棄物たる発熱成分が油、ペイント、有機溶媒、
   コークス粉、石炭、石炭微粉廃棄物、生物廃棄物、廃タ
   イア、木材粉もしくはこれらの混合物を含む特許請求の
   範囲第１項記載の固形燃料組成物。
5. （５）中和成分がＳｉＯ＿２、Ａｌ＿２Ｏ＿３、ＣａＯ
   、ＺｎＯ、Ｆｅ＿２Ｏ＿３およびＭｇＯからなるとして
   、組成物がその全重量の３５重量％以下の量の鉛、クロ
   ム、マンガン、カドミウム、ベリリウム、バリウム、セ
   レン、砒素、バナジウム、アンチモン、ビスマス、スト
   ロンチウムおよび（又は）ジルコニウムを含有し、かつ
   金属の併合モル分率の少くとも６倍の併合モル分率を有
   する特許請求の範囲第１項記載の固形燃料組成物。
6. （６）発熱成分が生物廃棄物を含有する特許請求の範囲
   第１項記載の固形燃料組成物。
7. （７）中和成分がＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）＿２、ＣａＣＯ
   ＿３、ＭｇＯ、Ｍｇ（ＯＨ）＿２、ＭｇＣＯ＿３および
   ＮａＯＨの少くとも一つを含有する特許請求の範囲第１
   項記載の固形燃料組成物。
8. （８）（ａ）発熱成分； （ｂ）ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）＿２およびＮａＯＨの少く
   とも一つを含有する中和成分；ならびに （ｃ）金属、硫黄化合物、塩素化炭化水素、弗素化炭化
   水素および生物廃棄物の少くとも一つを含有する有害廃
   棄物成分 からなる廃棄物から誘導する固形燃料組成物であつて、
   その組成物が多くとも４０重量％の液体を含みかつその
   成分が金組成物１ポンドあたり少くとも２００ｂｔｕを
   与える固形燃料組成物。
9. （９）（ａ）発熱成分、有害廃棄物成分および中和成分
   を含み、少くとも２００ｂｔｕ／ポンドの全発熱量を有
   する混合物を形成し； （ｂ）この混合物から成形した固形物を形成し；かつ （ｃ）実質的にすべての有害廃棄物を固形燃料（ブリケ
   ツト）内で無害の形に転換するのに十分な温度で十分な
   時間にわたつて固形燃料と燃焼する工程からなる有害廃
   棄物を無害の物質に転換する方法。
10. （１０）有害廃棄物が金属廃棄物、廃炭化水素、硫黄含
    有化合物、生物廃棄物もしくはこれらの混合物を含む特
    許請求の範囲第９項記載の方法。
11. （１１）（ａ）（ｉ）金属、塩素化もしくは弗素化炭化
    水素、硫黄および生物廃棄物の少くとも一つ を含有する有害廃棄物成分； （ｉｉ）廃油、ペイント、有機溶媒、コークス粉、石炭
    、石炭微粉廃棄物、廃タイヤお よび生物廃棄物の少くとも一つを含む発熱成分；ならび
    に （ｉｉｉ）ＣａＯ、Ｃａ（ＯＨ）＿２、ＭｇＯ、Ｍｇ（
    ＯＨ）＿２およびＮａＯＨの少くとも一つを含有する中
    和成分 からなる混合物を形成し； （ｂ）構造的に安定な固形物をつくるのに十分な圧力で
    上記の混合物を成形し；かつ （ｃ）有害廃棄物を無害の化合物へと転換するのに十分
    な温度下で十分な時間にわたつて上記の成形した固形物
    を燃焼する工程からなる有毒廃棄物を無害の物質に転換
    する方法。
12. （１２）前記成形を１，０００ｐｓｉ以上の圧力で行い
    、かつ成形した固形物を少くとも３０分にわたつて約１
    １５０℃から約１３００℃にて燃焼する特許請求の範囲
    第１１項記載の方法。