KR20020050783A - 침전지로부터의 가스의 이용 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산업, 가정 및 특수 폐기물 및 폐품이 된 관련 산업 용품과 같은 모든 종류의 폐기물의 처리 및 이용 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 특히 미가공 합성 가스의 급속 냉각시에 냉각수에 의해 흡수되고 침전 이 허용되는 영역으로 방출되는 가스의 제거 및 이용에 관련한다. 처리되는 폐기물은 미가공 합성 가스가 생산되는 고온 영역에서 가스 투과성 응집체(20)를 형성한다. 새로운 유해한 물질이 형성되는 것을 막기 위해서 미가공 합성 가스는 냉각수 분무에 의해 급속히 냉각되고, 그후에 정화되고 이어서 냉수는 침전지(103)에서 정화된다. 발명에 따르면, 침전지(103)에서 냉수로부터 방출된 가스는 재료 사이클로 재도입되거나 열에 의해 변환된다.

Description

침전지로부터의 가스의 이용 방법{METHOD OF EVALUATING GAS FROM A SEDIMENTATION BASIN}

폐기물 처리의 공지된 방법은 환경 저하의 중요한 요인인, 늘어나는 폐기물 문제에 대한 만족스러운 해결 방안을 제공하지 못한다. 자동차 및 가전제품과 같이, 복합 재료로 이루어진 폐기된 산업 용품 뿐만 아니라, 오일, 배터리, 래커, 페인트, 유독성 슬러지, 약제 및 병원 폐기물도 엄격한 법률이 적용되는 특수한 처리 방법을 필요로 한다.

한편, 가정 폐기물은 거의 모든 종류의 특수 폐기물 일부 및 유기 물질을 포함할 수 있는 방치된 불균질 혼합물이며, 그 처리의 관점에서, 그것의 환경의 영향에 관하여는 아직 평가되지 않고 있다.

폐품의 처리 및 이용 공정 중의 하나는 폐기물 소각이다. 공지된 폐기물 소각 플랜트에서, 처리되는 폐기물은 약 1000℃ 까지의 넓은 온도 영역을 겪는다. 이러한 온도에서, 가능한 한, 이어지는 가스 발생 단계를 방해하지 않도록 하기 위해 광물 및 금속 폐기물을 용해시킬 목적은 아니다. 고체 재료에 남아있는 에너지는 불충분하게 사용되거나 또는 전혀 사용되지 않는다.

더 높은 온도에서 폐기물의 짧은 체류 시간 및 압축되지 않은 폐기물안으로 질소 풍부 연소 가스를 다량 분사함으로써 발생한 상당한 양의 먼지는 위험한 염소화 탄화수소의 형성을 촉진한다. 따라서, 더 높은 온도에서 2차적인 소각 공정으로 폐기물 소각 플랜트의 배기 가스를 처리하는 것이 일반적인 관행이 되었다. 그러한 플랜트의 높은 자본 비용의 원인이 되기 위하여, 높은 먼지 함유량을 가진 연마성 및 부식성 고온 배기 가스가 열 교환기를 지나간다. 열 교환기에서의 비교적 긴 체류 시간 동안, 가스에 의해 운반된 먼지와 결합하는 염소화 탄화수소가 다시 형성되고 결국 저해 및 고장을 초래하고 매우 유독한 폐기물로서 처리되어야 한다. 결과로서 일어나는 손해 및 그들의 처리 비용은 확정될 수 없다.

종래의 리액터에서의 공지된 열분해 프로세스는 폐기물 소각과 유사한 넓은 온도 스펙트럼을 갖는다. 가스화 구역에서는 고온이 일반적이다. 결과로서 생기는 고온 가스는 아직 열분해 되지 않은 처리 재료를 예열하는데 사용되고, 그 결과 냉각하면서, 매우 바람직스럽지 못한 염소화 탄화수소의 재형성을 위해 적절한 온도 범위를 거친다. 생태학적으로 허용가능하고 사용가능한 순수한 가스를 생산하기 위해, 열분해 가스는 보통 세정하기 전에 크래커를 거친다.

상기된 소각 및 열분해 프로세스 둘다 공통적으로 손실을 갖는다. 소각 또는 열분해 분쇄 시에 증발된 액체 또는 고체는 그들이 리액터 안에서 필요한 온도 및 체류 시간에 도달하기 전에, 소각 또는 열분해 가스와 함께 혼합되고 배출된다. 증발된 물은 수성 가스 형성을 위해 사용되지 않는다. 따라서, 애프터버너 챔버 및 크랙커 단계는 각각 소각과 열분해 플랜트를 위해 설비되는 것이 보통의 경우다.

EP 91 11 8158.4는 위에서 설명한 손실을 피해가는, 폐품의 처리 및 이용 방법을 설명한다. 이 경우, 폐품은 점진적 온도 증가와 열 분리 또는 재료 변환을 겪고, 결과로 생기는 고체 잔여물을 고온 용해 단계로 보낸다. 이를 달성하기 위해, 처리되는 재료는 배치 프로세스에서, 압착 블록안으로 압축되며, 재료와 리액터 벽과의 완전한 접촉을 보장하기 위해 압력이 유지되고 유기 함유량이 탈가스되는 저온 단계로부터, 탈가스된 폐기물이 가스 투과성 응집체 형태로 되고 산소를 제어하여 첨가하면서 합성 가스가 발생되는 고온대까지 더 높은 온도를 향해 올라가는 온도 처리 단계들을 거친다. 그 후, 이 합성 가스는 고온대로부터 배출되어 다음 단계에서 사용될 수 있다.

차례로 고온 리액터의 미가공 합성 가스의 이러한 배출은 고온, 미가공 합성 가스 흐름안으로 냉각수를 분사하는 물 공급 장치를 통합하는 가스의 급속 냉각용 가스 챔버에 영구적으로 고정된다. 쇼크 냉각으로 인해, 미가공 합성 가스가 매우 빠르게 임계 온도 범위를 통과하고 유독한 재료의 새로운 합성이 더 이상 일어나지않는 온도까지 냉각되기 때문에, 이러한 급속 가스 냉각(쇼크 냉각)은 유독한 재료의 합성이 재개되는 것을 막는다. 이러한 미가공 합성 가스 흐름 안으로의 냉각수 분사는 또한 급속한 냉각의 완료 후에, 미리 충분히 세정된 미가공 합성 가스가 얻어지도록, 가스 흐름에 동반된 액체 또는 고체 입자를 제거한다.

미가공 합성 가스 흐름안으로 냉각수를 분사하는 동안, 주로 액체 또는 고체 입자가 미가공 합성 가스 흐름으로부터 흡수되는데, 이들은 이후에 라멜라 정화기와 같은 '카밍 존'(침전지)에서 냉각수로부터 다시 제거된다. 따라서 미가공 합성 가스 흐름을 냉각하고 합성 가스 흐름으로부터 액체 또는 고체 입자를 세정하기 위해 냉각수는 순환될 수 있다.

이 방법의 손실은 미가공 합성 가스 흐름으로 분무되는 냉각수는 미가공 합성 가스 흐름으로부터 액체 및 고체 입자를 흡수할 뿐만 아니라 또한 작은 가스 기포의 형태로, 예를 들어, H₂S, CO, H₂, 및 CO₂와 같은 합성 가스의 기체 성분을 용해 또는 분산시킨다. 냉각수로부터 마이크로 입자를 분리하기 위하여 냉각수는 다음에 침전지 안으로 보내진다. 그러나, 기체 형태로 흡수된, 전에 언급한 성분들은 탈가스 프로세스에서 냉각수로부터 방출되어, 궁극적으로, 합성 가스의 기체 성분은 침전지를 오염시킬 것이다.

환경 보호의 이유 때문에, 이러한 탈가스 제품을 자연 환경에 직접 배출할수는 없다.

US 4 141 695는 가스 세정 방법을 개시한다. 급냉수는 유기 추출제뿐 아니라 물기가 많은 에멀젼과 함께 혼합되고, 급냉수로부터 오염을 제거하기 위해 다음에 다시 분리된다. 따라서 처리된 급냉수는 다음에 재사용될 수 있다.

본 발명의 목적은 침전지에서 냉각수로부터의 탈가스로부터 방출된 물질을 환경 친화적이고 비용 효율적으로 제거 또는 재사용할 수 있도록 하는 방법, 장치 및 응용을 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 제 1항에 따른 방법, 제 27항에 따른 응용은 물론 제 16항에 따른 장치에 의해 충족된다. 발명에 따른 방법 및 장치의 유리한 개발은 종속항에서 언급된다.

발명에 따른 방법은 EP 91 11 8158.4 에서 개시된 방법을 따르며, 방법 및 장치의 관점에서, 그 문서에 포함된 개시는 본 명세서의 개시 내용에 완전히 포함된다. 거기서 설명된 방법과 장치는 이제 '카밍 영역'(침전지, 라멜라 정화기)에 있는 냉각수로부터의 탈가스로부터 방출된 물질이 그곳으로부터 끌어내게 되는 본 발명에 의해 더 개발된다. 따라서, 이제는 그것의 조성이 세정된 미가공 합성 가스와 동가인, 거기서 발생된 가스를 다양한 방식으로 그후에 재사용하는 것이 가능하다. 특히, 총괄적인 플랜트 및 전체 프로세스에 의해 달성되는 사용의 정도가 개선되고 환경은 냉각수로부터의 탈가스로부터 방출된 물질에 노출되지 않는다.

발명의 관점에서, 가스는 침전지로부터 미가공 합성 가스 흐름안으로 재순환될 수 있다; 이는 급속 냉각 스테이션보다 이전에 또는 미가공 합성 가스 흐름이 급속 냉각 스테이션를 떠난 후에 발생할 수 있다. 냉각수로부터 방출된 가스에 대해서는 이미 급속 냉각 스테이션을 지나갔고, 충분히 냉각되었고, 세정되어 급속냉각 스테이션으로부터 방출된 미가공 합성 가스 흐름과 함께 혼합되었다.

대체예로서, 냉각수로부터 방출된 가스는 또한 산소를 배제한 밀폐된 챔버에서 연료 가스와 함께 혼합될 수 있고, 그 후에 산화 챔버에서 열적으로 이용될 수 있다.

그러나, 이러한 관계에 있어서, 가스의 빼기는 폭발 방지 방식으로 일어나야한다. 이는 빼기 다음의 프로세스인, 냉각수로부터 방출된 가스의 선택적인 압축에도 또한 적용된다.

그후에 냉각수로부터 방출된 가스를 리액터의 고온 단계로 재순환하는 것이 특히 유리하다. 하지만, 여기서, 방출된 비가압 가스와 고온 리액터 사이의 압력 차이를 극복해야만 한다. 이러한 경우, 따라서 가스의 압축이 절대적으로 필요하다. 여기서, 만약 연료 가스가 산소를 배제한 밀폐된 챔버에서, 고온 단계로 보내기 전에 침전지로부터의 가스와 함께 혼합되면, 그리고 만약 이 가스 혼합물이 그후에 렌스를 거쳐 고온 리액터안으로 분사되면 특히 유리하다.

이 후자의 선택은 방출된 가스가 그것의 에너지 및 재료 함유량의 관점에서 완전히 이용되고, 반응 가스가 발명에 따른 프로세스의 완전한 사이클을 거친다는 결정적인 이점을 갖는다. 따라서, 이러한 연소 프로세스의 배기 가스가 이어지는 급속 냉각 및 나아가 그 프로세스의 세정 단계에서는 물론 고온대에서 처리되기 때문에, 환경으로의 유독한 함유량을 갖는 어떠한 방출물도 막을 수 있다.

하기에, 발명에 따른 방법 및 발명에 따른 장치의 몇 가지 예가 설명될 것이다.

본 발명은 고체 및/또는 액체 상태의 어떠한 종류의 폐기물을 포함하여, 폐기된 산업 용품은 물론, 분류되지 않고 처리되지 않은 산업, 가정 및 특수 폐기물 이 가열 프로세스를 거치는 모든 종류의 폐기물의 처리 및 이용 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 특히 미가공 합성 가스의 급속 냉각시에 냉각수에 의해 흡수되고 그후에 침전 영역에 놓였을 때 이 냉각수로부터 다시 방출되는 가스의 제거 및 이용에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 상기의 방법을 위한 장치 및 본 발명에 따른 장치 및 방법의 응용에 관한 것이다.

도 1은 발명에 따른 장치;

도 2는 발명에 따른 장치; 및

도 3은 발명에 따른 또다른 장치이다.

도 1에서, 프로세스 단계 1) 내지 5)를 개략적으로 도시한다. 어떠한 선-처리도 하지 않은, 즉 분류 및 분쇄하지 않은 폐기물을 압착되는 단계 1)로 보낸다. 압력 플레이트가 수직 및 수평 방향으로 작동하면 컴팩션 프로세스가 상당히 개선된다. 단계 2) 프로세스가 일어나는 피드 채널의 통로가 기밀(氣密;gas-tight)의 고도로 압축된 폐기물의 플러그에 의해 막히기 때문에, 고밀도 압착이 필요하다.

단계 2)에서는, 고도로 압축된 폐기물이 600℃까지의 온도에서 산소가 배제된 피드 채널(6)을 통과한다. 폐기물의 유기 물질이 탈가스된다. 가스는 피드 오븐(6)에 포함된 폐기물을 통해 프로세스 단계 3)의 방향으로 흐른다. 이러한 흐름시, 그들은 폐기물과 피드 오븐 벽과의 집중적인 압력 접촉 뿐 아니라 우수한 열 전달에도 도움이 된다. 고도로 압착된 폐기물의 일정한 공급의 결과로서, 폐기물이 피드 채널의 끝에 도달할 때 유기 물질의 탈가스가 대부분 완료되도록, 전체 오븐의 길이를 따라 그리고 모든 오븐 벽 둘레에서 이 압력 접촉이 유지된다.

금속, 광물질 및 탈가스된 유기물의 탄소 뿐 아니라 폐기물의 천연 수분으로부터 발산된 연기 가스 및 증기는 모두 첫번째 단계에서, 탄소가 산소와 함께 소각되는 프로세스 단계 3)으로 보내진다. 2000℃까지의 온도 및 더 높은 온도는 금속및 무기 성분이 프로세스 단계 5)에서 용해된 액체로 배출될 수 있도록 금속 및 무기 성분을 용해한다.

상기 프로세스와 동시에, 연기 가스의 유기 화합물은 1000℃ 이상의 온도에서 새빨갛게 단 탄소 베드의 고온 영역 위에서 소실된다. C, CO₂, CO 및 H₂O에 관한 반응의 등식의 결과로서, CO, H₂및 CO₂로 본질적으로 이루어진 합성 가스가 형성되고, 이것은 프로세스 단계 4)에서 100℃ 아래의 온도까지 급속히 냉각된다. 이러한 쇼크 냉각은 유독한 유기 재료의 새로운 형성을 예방하고, 다음 단계에서 일어나는 가스의 세정을 촉진한다. 그 후, 어떠한 응용에도 적합한, 고도로 순수한 합성 가스가 얻어진다.

이 정도까지 공지된 방법으로 만들어진, 고도로 순수한 합성 가스는 폐기물 조성 및 양에 의존하고 또한 변화하는 수소 농도를 갖을 수 있는 부피 유량을 가질 수 있다. 따라서, 가스 세정 후에, 세정된 합성 가스의 부피 유량 및 수소 함유량이 결정되고 이들 값은 컨트롤 스테이션으로 전해진다. 이 컨트롤 스테이션은 이제 위에서 설명된 바와 같이 예를 들면, 프로세스 단계 3)에서 천연 가스 또는 합성 가스의 공급을 조절하는 것처럼, 이전에 탈가스된 폐기물이 O₂의 첨가와 함께 2000℃까지의 온도에서 증발되는 단계에서, 산소의 공급 및 연료의 공급을 조절한다. 개발하는 합성 가스의 수소 함유량 뿐 아니라 부피 유량은 연료 또는 산소 공급율을 변화함으로써 제어할 수 있다. 이러한 제어 시스템으로 인하여, 제어된 일정한 부피 유량 및 또한 제어된 일정한 수소 함유량을 갖는 합성 가스 흐름이 가스세정에 이어지는, 그 이상의 이용에 유효하다.

프로세스 단계 5)에서 배출된 용해된 금속 및 광물질 재료는 1400℃ 이상에서 산소의 첨가와 함께 후처리 프로세스를 거친다. 여기서, 잔여 탄소 오염이 제거되고 광화 작용이 완료된다. 예를 들어, 수욕으로의 이들 고체의 방출은 처리 프로세스를 완성한다. 고체를 수욕으로 배출 후에 얻어진 입상은 나란히, 완전히 광물화된 비금속 재료는 물론 금속 및 합금 원소를 함유한다. 철합금은 자기적으로 분리될 수 있다. 침출 방지, 광물화된 비금속 재료는 예를 들어, 확장된 입상 또는 광모로 가공됨으로써, 절연재로서 또는 직접 도로 건축 및 콘크리트 혼합 플랜트에서 충전재용 입상으로서의 여러 다른 방식으로 사용될 수 있다.

게다가, 도 1은 방법의 바람직한 구체예의 개별적인 영역에 대한 전형적인 프로세스 데이타를 나타낸다. 탈가스는 온도 T, 시간, 압력 및 폐기물 조성의 함수이다.

조성 및 부피 유량은 이제 이용가능한 탄소, 산소 및 증기에 의존한다. 컨트롤 스테이션을 거쳐, 이용가능한 탄소(가스 상 동안의 연료 공급율)및 산소(가스 상 동안의 산소 렌스에 의한 산소 공급율)의 양, 공지된 방법으로 이미 꽤 높은 질을 가진 합성 가스의 조성을 조절함으로써, 보다 최적화되고 따라서 예를 들어, 전력 발생용 가스 엔진에서의 사용에, 또는 화학 프로세스에 이상적으로 적합하게 된다.

도 1에서 언급된 바와 같이 압밀(compaction)은 컴팩션 프레스(1)에서 일어나는데, 그것의 디자인은 예를 들어, 노후된 자동차 잔해 등을 압착하는데 사용되는 일반적으로 공지된 스크랩 프레스와 유사하다. 경첩식 압력 플레이트(2)는 프레스(1)에 혼합된 폐기물을 채우도록 해준다. 스러스트 플레이트(3)는 충전된 챔버가 완전히 개방되도록 왼쪽으로 위치한다. 나타낸바와 같이, 압력 플레이트 (2)를 수평의 위치로 이동함으로써, 폐기물은 처음에 수직 방향으로 압착된다. 그 후, 스러스트 플레이트(3)는 연장 선이 가리키는 방향으로 수평하게 이동하고 폐기물 패키지를 수평 방향으로 압착한다. 여기서 요구되는 저항력은 도면에서는 나타나지 않은 신축 자재의 카운터 플레이트에 의해 흡수된다. 일단 압밀 프로세스가 완료되면, 카운터 플레이트가 수축되고 압착된 폐기물 플러그는 오른쪽으로 이동하는 스러스트 플레이트(3)의 도움으로 피드 채널 오븐(6)의 가열되지 않은 영역 (5)로 밀려 들어가며, 이는 상응하는 양에 의해, 차례로 전체 피드 채널의 내용물을 앞으로 밀어내고, 한층더 압착하고 채널 또는 오븐 벽과 접촉하도록 유지한다. 그결과로서, 스러스트 플레이트(3)는 그것의 LH 말단 위치로 돌아오고, 카운터 플레이트는 밀려 들어오고 압력 플레이트(2)는 대시 선에 의해 표시된 수직 위치로 돌아간다. 컴팩션 프레스(1)는 이제 다음 충전할 준비가 되어 있다. 폐기물은 피드 채널(6)의 가열되지 않은 영역(5)안으로 밀려들어간 폐기물 플러그가 기밀할 정도까지 압착된다. 피드 채널 오븐의 가열은 화살표 방향으로 가열 재킷(8)을 통해 흐르는 화염 및/또는 배기 가스에 의해 발생한다.

압착된 폐기물이 피드 채널 오븐(6)을 밀고 나가는 동안, 탈가스된 구역은 피드 채널 오븐(6)의 중간층안으로 확대하는데, 이는 그것의 직사각형 단면의 폭/높이 비>2 로부터 기인하는 큰 표면적에 의해 촉진된다. 고온 리액터(10)로 들어오자마자, 푸시-쓰루(push-through) 프로세스 동안 일정한 압력을 인가한 후에, 탄소, 광물질, 금속 및 부분적으로 붕괴된 증발 가능한 성분의 압착 혼합물이 있다. 고온 리액터의 피드 통로로 들어오는 동안, 이 혼합물은 극도로 높은 복사열을 받는다. 결과로서 생기는 스몰더(smoulder) 재료에서의 잔류 가스의 갑작스런 팽창은 조각으로의 분쇄를 초래한다. 따라서 얻어진 고체의 응집체는 스몰더 재료의 탄소가 탄소 렌스(12)의 도움으로 초기에 CO₂및 CO로 소각되는 가스 투과성 베드(20)을 형성한다. 베드(20) 위에서 고온 리액터(10)을 통해 흐르는 와류 소몰더 가스는 크래킹(열분해)에 의해 완전히 해독된다. 폐기물로부터 방출된 C, CO₂, CO와 증기 사이에서, 합성 가스를 형성하는 동안 온도 의존적 반응 평형이 일어난다. 이 미가공 합성 가스는 합성 가스가 살수(water spray)에 의해 100℃ 아래까지 쇼크-냉각되는 용기 또는 챔버(14)로 미가공 합성 가스 파이프(100)을 통해 흐른다. 가스 흐름(용해된 상태의 광물질 및/또는 금속)에 동반된 성분은 냉각수에 의해 분리되고, 가스 부피가 감소되고 쇼크 냉각 스테이션의 일반적으로 공지된 배치에서 하류를 발생하는 가스 세정이 촉진되도록 증기가 응축된다. 세정 후에, 합성 가스를 쇼크 냉각하는데 사용된 물은 어떻게든지 냉각에 재사용될 수 있고 따라서 재순환될 수 있다. 냉각수를 미가공 합성 가스 흐름 안으로 스프레이 분사함으로써 미가공 합성 가스를 쇼크 냉각하는 동안, 액체 물질 및 고체(먼지 등)가 미가공 합성 가스로부터 제거될 뿐만 아니라, 냉각수 또한 미가공 합성 가스로부터 추가적인 가스성분을 흡수한다. 이는 예를 들어, 냉각수에서 가스 마이크로 기포의유상화에 의해 또는 미가공 합성 가스로부터 가스를 용해함으로써 발생한다. 2000℃가 넘는, 베드(20)의 고온 코어 영역에서는, 소몰더 재료의 광물질 및 금속 성분이 용해된다. 그들의 밀도가 변하기 때문에, 그들은 프로세스에서 층을 형성하고 분리한다. 예를 들어 알루미늄 같은 다른 금속의 화합물은 용해된 광물질을 산화물로 산화하고 안정화하는 반면, 크롬, 니켈, 구리와 같은 철의 전형적인 합금 원소들은 폐기물에서 철과 함께 용해할 수 있는 합금을 형성한다.

이들 용해물은 후처리 리액터(16)로 직접 들어가서, 산소 렌스(13)의 도움으로 형성된 산소 분위기에 의해 만들어지고, 아마도 나타나지 않은 가스 버너에 의해 유지되는 1400℃ 넘는 온도에 노출된다. 동반된 탄소 입자는 산화되고, 용해물은 균질화되고 그 점도는 낮아진다. 그들을 수욕(17)안으로 공통 배출하는 동안, 광물질 및 철은 입상으로 따로따로 용해하고 그후 자기적으로 분류될 수 있다.

냉각수는 챔버(14)로부터 출구(102)를 거쳐 카밍 영역으로, 여기서는 그곳에 함유된 고체, 예를 들어 현탁된 고체가 침강하고 슬러지 출구(104)를 통해 제거될 수 있는 라멜라 정화기(103)로 흐른다. 따라서 정화된 냉각수는 미가공 합성 가스를 한번 더 냉각하기 위해 수 출구(105) 및 수 입구(107)를 거쳐 챔버(14)로 돌아가고, 따라서 재순환된다. 세정된 미가공 합성 가스는 그후 미세 세정 또는 미세 정화 프로세스를 거치기 위해, 배출 라인(101)을 거쳐 챔버(14)를 떠난다.

라멜라 정화기(103)에서, 이 안으로 용해 및 유화된 냉각수의 가스 성분이 방출되는 가스 챔버(106)가 침전수 위에 형성된다. 가스 출구(110)를 거쳐, 이 가스 부피는 흡입 및 압축 장치(111)로 연결된다. 이 흡입 및 압축 장치(111)는 가스 챔버(106)에서 냉각수로부터 방출된 가스 성분을 뽑아내고, 그들을 고온 리액터 (10)의 내부 압력보다 높은 압력까지 이르게 하기 위해 압축한다. 이렇게 압축한 후에, 가스는 연료 공급 라인(112)을 거쳐, 예를 들어, 천연 가스 또한 합성 가스등의 연료와 함께 혼합되고, 이어서 가스 분출구(113)를 거쳐 완전히 소각하는 고온 리액터안으로 분사되고, 고온 리액터에서 일어나는 프로세스를 겪는다.

돌아오는 가스의 유리한 부분은 그것의 가연성 가스가 이제는 또한 고온 리액터에서 크래킹 단계를 겪고 다시 이어서 챔버(14)에서 미가공 합성 가스 세정을 겪는다는 점이다. 총체적으로, 따라서 냉각수로부터 방출된 가스에 대해, 방출물 없이 완전한 제거 및 열적 이용이 달성된다.

도 2는 동일한 구성 요소 및 일부분에 동일한 참조 번호가 주어진 본 발명에 따른 또다른 장치를 나타낸다. 도 1의 장치와는 대조적으로, 냉각수로부터 방출된 가스는 이제 가스 챔버(106)에 수집되고 가스 출구(120)를 거쳐 흡입 및 압축 장치(121)로 보내진다. 도 2에 나타낸바와 같이, 냉각수로부터 방출된 가스의 성분이 챔버(14)에서의 쇼크 냉각에 앞서 가스 공급 라인(122)을 거쳐 미가공 합성 가스 파이프(100)로 보내지므로, 냉각수로부터 방출된 가스의 성분은 미가공 합성 가스와 동가이다. 이러한 경우, 역시, 이들 가스의 성분의 방출물 없이 완전한 제거 또는 그 이상의 이용이 달성된다.

가스의 성분은 이미 쇼크 냉각 단계를 거쳤기 때문에, 챔버(14)에서의 쇼크 냉각후에, 이들 가스의 성분을 미가공 합성 가스 흐름으로의 공급, 즉, 미세 세정 단계로 흐르는 세정된 미가공 합성 가스의 배출 라인(101)으로의 공급도 또한 일어날 수 있다.

도 3은 동일한 구성 요소 및 일부분에 또한 동일한 참조 번호가 주어진 본 발명에 따른 또다른 장치를 나타낸다.

도 1의 장치와는 대조적으로, 가스 챔버(106)에 수집된 가스 성분이, 이 경우, 라인(130) 및 (134)을 거쳐, 산소 분사(133)와 함께 낮은 방출 프로세스에서 그들이 소각되는 연소 챔버(131)로 흐르고, 이 연소 가스는 굴뚝(132)을 통해 대기로 배출된다.

Claims (27)

1. 고체 및/또는 액체 상태의, 분류되지 않고 처리되지 않은 산업, 가정 및 특수 폐기물, 그리고 폐품이 된 산업 용품을 점진적 온도 증가와 열 분리 또는 재료 변환을 겪게 하고, 발생하는 고체 잔여물을 고온 용해 오븐으로 이동시키고, 그것에 의해 처리되는 재료를 배치 프로세스에서 압착 블록안으로 압축하고, 압력이 재료와 반응 용기(6)의 벽과의 완전한 접촉을 보장하도록 유지되는 저온 단계로부터 더 높은 온도를 향하여 올라가는 온도 처리 단계를 거치는데, 적어도 하나의 고온대에서는 처리되는 폐기물이 가스 투과성 응집체(20)형태가 되고, 발생된 미가공 합성 가스를 고온대로부터 배출시키고 냉각수를 분무함으로써 쇼크 냉각시키고 그 냉각수는 침전지(103)로 흘러가는, 모든 종류의 폐기물의 처리 및 이용 방법에 있어서, 침전지에서 냉각수로부터 방출된 가스를 흡입에 의해 끌어내는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 침전지(103)에서 냉각수로부터 방출된 가스를 이어서 압축하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 미가공 합성 가스의 쇼크 냉각 전 또는 후 중에 침전 지(103)에서 냉각수로부터 방출된 가스를 미가공 합성 가스 라인으로 공급하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 침전지(103)에서 냉각수로부터 방출되고 끌어낸 가스에 연료 가스의 혼합물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 산소의 배제하에서 연료 가스의 혼합이 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 침전지(103)에서 냉각수로부터 방출된 가스를 고온대로 보내어 거기에서 에너지 및 재료의 관점에서 변환되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제 5 항 또는 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 침전지(103)에서 냉각수로부터 방출된 가스를 연소 챔버(131)에서 열적으로 변환시키는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 침전지(103)에서 냉각수로부터 방출된 가스의 끌어내기 및/또는 압축을 폭발 방지 방식으로 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 저온 단계의 통과는 인가한 압력을 유지하고 산소를 배제하면서 리액터 용기(6)의 벽과 완전한 접촉을 유지함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 저온 단계의 통과가 100℃ 와 600℃ 사이의 온도 범위에서 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 고온 단계의 통과가 산소의 첨가와 함께 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 응집체 베드(20)에서의 탄소 함유량은 측정된 산소의 첨가하에서 이산화탄소 및 일산화탄소로 변환되고, 그것에 의해 이산화탄소는 탄소를 함유하는 응집체 베드(20)를 침투하는 동안 일산화탄소로 환원되며, 수소 및 일산화탄소가 탄소 및 과열된 증기로부터 각각 생성되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 고온 단계의 통과가 1000℃ 이상의 온도에서 일어나는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 배출된 합성 가스가 고온리액터(10)를 떠난 직후 100℃ 아래의 온도로 냉각될 때까지 물을 쇼크처럼 사용하여 처리하고, 그 단계에서 먼지가 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 배출된 합성 가스의 수소 함유량 및/또는 부피 유량을 쇼크 냉각 후에 결정하고 배출된 합성 가스의 수소 함유량 및/또는 부피 유량을 그에 따라 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
16. 산소가 배제된 적어도 하나의 저온 단계(6)와 산소 공급을 포함하는 1000℃ 이상 온도에서의 적어도 하나의 고온 단계(10)로 이루어지고, 또한 고온 단계에서 발생되는 미가공 합성 가스 혼합물용 출구를 포함하며, 그것에 의해 처리 단계의 모든 반응 챔버가 이동 스테이션없이 영구적으로 서로 부착되어 있고, 그것에 의해 고온 단계(10)에서, 예를들어서, 미가공 합성 가스 흐름안으로 냉각수를 스프레이 분사함으로써 미가공 합성 가스 혼합물을 냉각수로 쇼크 냉각하기 위한 챔버(14), 및 냉각수용 침전지(103)는 물론 산소 공급 장치 및 연료 공급 장치가 제공되는, 몇가지 열 처리 단계로 모든 종류의 폐기물의 재료 가공처리, 변환 및 후처리를 위한 장치에 있어서, 침전지(103)가 냉각수로부터 방출된 가스의 흡입 장치(111,121)와 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
17. 제 16 항에 있어서, 침전지(103)가 냉각수로부터 방출된 가스의 압축 장치(111,121)와 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
18. 제 16 항 또는 제 17 항에 있어서, 흡입 장치(111,121)는 고온 단계(10), 쇼크 냉각용 챔버(14)의 전(100) 및/또는 후(101)에 미가공 합성 가스 통로 및/또는 연소 챔버(131)에 연결되는, 냉각수로부터 방출된 가스의 출구를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
19. 제 16 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서, 냉각수로부터 방출된 끌어낸 가스에 연료 가스의 혼합물을 위한 장치가 갖추어져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 쇼크 냉각용 챔버(14)가 합성 가스 혼합물의 고온 흐름에 냉수를 분무하는 물 분사 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
21. 제 16 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 합성 가스 혼합물의 출구가 쓰로틀링(throttling) 장치, 예를 들어 조절가능한 나비형 밸브를 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
22. 제 16 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 합성 가스 혼합물의 출구 전 또는 후 어느 한쪽에, 가스 세정 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
23. 제 16 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서, 합성 가스 혼합물의 출구의 하류에, 가스 이용 장치가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
24. 제 22 항에 있어서, 가스 이용 장치가 가스 엔진-발생기-조합, 가스 터빈 또는 흐름 발생기인 것을 특징으로 하는 장치.
25. 제 16 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서, 피드 오븐 높이에 대한 오븐 폭의 비가 2보다 크고, F_Ofen가 피드 오븐의 단면적일때 오븐 길이가 식 L_Ofen≥5√F_Ofen에 의해 결정되는, 저온 단계용 반응 챔버가 외부로부터 가열된 직사각형 단면의 수평한 피드 오븐인 것을 특징으로 하는 장치.
26. 제 16 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 고온 단계용 반응 챔버가, 어떠한 끊임도 없이, 그것의 바닥 위에 저온 단계용 반응 챔버가 부착된, 수직 축 용해로의 디자인을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
27. 합성 가스 분리 또는 조절 후에, 수소가 수소 엔진 또는 연료 전지에 사용되고/되거나 합성 가스 및/또는 냉각수로부터 방출된 가스의 물질적 및/또는 열적 이용이 일어나는 것을 특징으로 하는, 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른방법 및/또는 제 16 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 따른 장치의 응용.