TWI377096B - Method and apparatus of treating waste - Google Patents

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096 、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 1.優先權主張 本案主張美國專利申請案第12/364,613號（申請日：2〇〇9年2月3曰） 之優先權。該案在美國主張第61/027117號（申請曰：2〇〇8年2月8曰）臨時 申請案（provisionalapplication)之優先權。其内容可供本案朱考。 2.發明之應用範疇 本發明是關於廢棄物之處理’特別是關於對彳害及非有害材料經控制的加 熱破壞。 【先前技術】 3·背景技術 本發明是關於廢棄材料之處理’特別是關於對有害及非有害材料之經控制 的加熱破壞，以及將之轉變成有用產物。 廢棄材料可能以固態、半E]態或液態型態存在，且可能包括有機及/或無 機材料i去有些g]驗紐料f經作鱗土歸。不過公眾抗議及法令規定 則限制某些填土處理。 其他的固驗棄物及某魏態廢紐料，過去也曾_燃燒及/或焚化處 理。但此種處理方式將產生大量的飛灰（為毒性成分）及/或底灰。兩種副產 物均需再賊理。此外’某麵獻财化處味_缺點在独法在整個 處理過程中維狀夠的高溫。其中有些系統較無法達到高溫之原因在於廢棄材 料的異質性。而在另外的系統巾，造賴理溫驗低之原㈣在其中可辨物質 與不可燃物質龍量變化，及/或在焚化爐内種b上额低之處理溫度，、 1377096 加上其他因素，例如需要供應超量的空氣及辅助化石性燃料以維持適當的燃 燒，使得上述焚化爐系統可能產生有害物質，而釋放至大氣中。 【發明内容】 4.發明之簡述 本發明揭示-齡錄㈣統，_供應能量喊卿熱。該系統包 括-容器，容器具有，^在該容器裝置至少—電㈣極。在本發明某些廢 棄物處理系射，係賴—電極移動控_統，將該賴電歡位，以在該容 器帽得所需的電弧電壓或溫度。可將有機及/或無機廢棄物引進該容器中， 並由該電極供應能量，以處理該廢棄物。 在本發明之其他廢棄物之處理系統中，該電極移動控制系統可自動定位該 電聚電極，以在該容器内之開放空間，依據一「移傳輪電弧模態」操作。在此 模態下’至少-電極錄在—垂直或趙上垂直之方向，以將—電弧傳送到一 位於該容器底部，或接近容職部之_。該電極也可依據—「非傳輸型電弧 U作’在此㈣τ該垂直或纽垂直裝裁之電極將—雜透過該容器之 i壁傳送到斜裝載或對水平形成一選定角度之電極。可將有機及/或無 機廢棄物導人鮮器，觸魏極供應能量，以處理該廢棄物。 本發月，、他系統、方法、特徵及優點，將可在此行業人士閱讀以下圖式及 七細5兒明後’更形錢。所述之其他祕、方法、特徵及優點均應包括在本專 利。兒明書巾’涵括在本發明之範_，並受以下之申請專職圍所保護。 【實施方式】 本發明揭不-種廢棄物處理系統透過供應能量而處理廢棄物。本發明之 系統可以接叉並處理無機/有機固態廢棄物、+固態廢物及/或液態廢棄物。本 1377096 發明之系統可包括以多數電極產生之電漿火炬，其電極之位置為可變以方便 • . 處理所接受之廢棄物。 • 第1圖為本種廢棄物處理緣之纽圖。該廢棄物處理系統100 • 可處理無機及/或有機固態廢棄物、半固態廢棄物及/或液態廢棄物。該廢棄物 • 處理系·统100可以一電腦化控制系統所控制，該控制系統位於接近該廢棄物處 理系統100之處，或與之保持—定距離之處。該電腦化控制系統可包括一或以 上之處理器、記憶體（例如隨機存取記憶體、唯讀記憶體、快閃記憶體及/或 • 其他光學或數位記憶裝置〉’用以存取或執行軟體應用，以及可連網路之通信 淳。S玄電腦化控制系統可耗接於一電腦系統及/或伺服器，而執行一或以上之 軟It程式，用以控制該廢棄物處理系統100。該電腦化控制系統可由該廢棄物 處理系統100之所有子系統/子程序中獲得輸入資料。也可使用安全互鎖技術 及電源關閉技術在整體系統及/或子系、統/子程序中，以確保該裝置及/或使用者 安全無虞。例如’在某些廢棄物處理系统巾，該控制軟體可以設計成：在 該反應爐内部壓力在任何時間高於該反應爐所建立之負壓操作範圍時，使該反 籲應爐隔離門無法打開，而使廢棄物無法進入反應爐容器中。在此情形下，當該 操作負壓高於該反應爐所建立之負壓設定點時，該控制系統可以提高該ID扇 之速度，以使反應爐内壓力低於所需之設定壓力點。所有系統均給予一緊急排 出口 ’其巾裳置-控制間’該控制閥可在該反應爐内部壓力成為正壓， 而超過-特定設定點時，即可打開。該設定點可為在大約2mm水柱（wc ) 至5mm WC之間。在其他系統中’該控制系統可在其壓力超過一壓力臨界值， 已經超過某-定期間（例如壓力超過5誦呢並超過約3至約丨Q秒時）時， 即關閉4進料n及電社炬^在所揭示之系統巾，該控⑽統可在—電源斷電 5 1377096 及/或無法冷卻時，因應此種緊急停機狀況而關閉系統，並使系統進入一「安 全模態」。在此種緊急停機發生時，該反應爐緊急排出口之閥即打開。而在其 中有一個或以上之電弧電極失靈時，該廢棄物處理系統1〇〇可轉換成一待機模 態，而等候操作人員決定後續行動。 本發明某些廢棄物處理系統100可包括一使用者介面或一圖形化使用者 介面，耦合於該電腦化控制系統。各個子系統/子程序可配置客製化介面顯示， 以顯示資訊給使用者。該電腦化控制系統可監視該廢棄物處理系統之輸入及輸 出參數，以促使使用者採取適當之調整，以掌控其廢棄物進料之速率、該容器 102之溫度、氧化劑進料（如有必要）及/或其氣體清淨及控制系統。另一種方 式則是由該廢棄物處理系統本身以自動化方式調整。 本發明之廢棄物處理系統100可包括一處理腔或容器102，具有一開放空 間，在其中可處理廢棄物。該容器102可減至一固態廢棄物進料系統104， 該進料系統104可包括-進料腔，位於—傾斜角度。在本發明某些系統中，該 傾斜角度可在從水平算起大約7度到從水平算起大約15度之間。在其他系統 中，該傾斜角度可小於或大於該大約之角度，但傾斜到一點而使得重力可幫 助廢棄物進料及排放液體（例如水該液體可能會侵入該廢棄物包裝或從中 在本發明某録財，該m態廢棄物進# 洩出，需由進料腔進入該容器 系_用來將廢棄物料供應至該容請。該廢棄物料包括：都市廢棄物 含多氣聯笨（PCB)材料、渣料廢棄物、辦公室廢棄物、餐廳廢棄物、細 材（例_.、油 '潤滑油、廢燈具、庭院廢棄物、廢水污泥等）、農_ 物、^樂廢棄物、飛灰及底友 堂 '/ 泥火及歧卫業及貫驗室溶劑、有機及無機化學品、辦 劑、有機氣、缝㈣物、ww編、轉。該咖 1377096 棄物進料系統104可包括多數伸縮隔離門。 在第1圖中顯不2個伸縮隔離門。-第一隔離Π 106可位於接近一進料斗 之處用以將廢棄物料饋入該固態廢棄物進料系統之進料腔。圖中顯示該 第-隔離門1G8之位置接近該容器1()2，而用以將該廢棄物料饋人該容器膨 »玄固I、廢棄物賴魏1(Μ可由該廢棄減理线電腦加以測，使得一次只 月b開放個隔離門。在本發明某些系統中，可用一偵測器監控該廢棄物料導入 4廢棄物進料系統丨〇4之數量。在第—隔離門丨_閉之後，可以氣氣對該進 料腔力C以實質上減少及/或防止空氣與該廢棄物料—起進入該容器1〇2,並 貫質上防止可燃合献體(例如在該容反應腔喊理廢棄物而產生 之耽體；可稱為「Syngasj)由該容器1〇2中回流之可能性。在本發明某些系 統中’可以在系統發生任何緊急停機時，導入一氮氣「傾卸」至該進 料腔中作為-種安全措施，以防止可燃氣體回流。在本發明某些系統令，該 緊缝氣傾卸也可導入到該反應爐容器1〇2中。在本發明某些系統中，可在該 進料腔中建置_油壓動力推進式·㈣來在該第二隔離門⑽開啟時將廢 棄物料推進該容器1〇2内，以使該隔離門丨⑽與該容器之入口間，實質上 =留存廢棄材料嘴了該簡腔之傾斜位置可使重力幫祕_廢棄物進入 -玄令102内之外，其傾斜位置也可輔助任何在該廢棄物中之流動水分及其他液 體排放進入該容請内。在本發明某些系統中，也可包括一種饋入粉_ 物之方法。這種系統可以包括一單或雙螺旋進料$，也以一對水平形成之角度 傾斜。_度可為由水平算起大約15度到大約扣度之^但該角度也可大於 ^小於補度範圍’全賴朗上需要而定。這種粉狀廢棄物進料系統也可加掛 又層隔離門。在其他系統中，該粉狀廢棄物可透過一轉動閥或頃卸閥裝置進 7 1377096 料。於此，該料埠是懈觸電肢應迦直之位置。 為減）及/或防止在廢棄物進料時，由進料腔產生及/或排放有毒或有害物 負可以從開口將一消毒劑導入該進料腔中》在本發明某些系統中，該開口 可為該進料销口，該進料斗接收廢棄物但尚未進人該進料腔^在其他系統 中’該開口可位於沿言亥進料腔之一部份之處。所導入至該進料腔之消毒劑可以 排入β亥谷器102巾作為廢棄物處理。而在另本發明一系統中，該消毒劑貝^可 以噴嘴導入。該噴嘴可位於沿該進料腔之一路線中。 依該固態廢棄物進料系統1〇4之設計而定，本發明可以處理不同尺寸及不 同數直之廢棄物料。在本發啦齡統巾，可以處理大約3()加紅醫事廢棄 物包裝袋及包裝盒’其尺寸躺㈣咖乘約挪·乘約25()_。但在其他 系統則可輕及/錢置其他尺寸及/絲量之廢棄_。該珊魏位於該反 應器隔離門與該反應狀叫之部份，可加裝耐火她，以倾其不受該容器 102内不斷升高之溫度影響。 在該容S 102也可提供一液態廢棄物（例如溶劑廢棄物）進料系統，用以 饋入液態廢棄物。該液態廢棄物進料祕可為例域國專利巾請案祕73,〇78 (2003年9月27日申請），現為美國專利公開案第2005/0070751號（公開日 屬年3月31日）所述之液體進m該案之說明書併⑽本案參考。某 些上述液態廢棄物材料可通過該進料腔，例如包含在該_廢棄物進料系统 104内之進料腔’供人該容器1G2。某—種方式則是將液態廢棄物直接射入該 容器102中。其方式為使用一或多個分布於該容器1〇2周圍之噴嘴。溶叫廢棄 物可以通過該-或多個喷嘴，自-或多個廢棄物供應源饋入。其方式可為輪节 饋入、依序饋人、或實質上同_人。在本發明某歸棄物處理系統，由該多 1377096 數溶劑廢棄物進料嗜嘴所饋入之廢棄物可能包括不同型態之廢棄物。例如，由 ‘ ·-製程所產生之溶騰麵可由―噴嘴導人，_另—不同雜所產生，含不 ，同’.·且成之丨廢棄物，則可由另__噴嘴導人。該溶劑廢棄物進料喷嘴之使用數 • i ’以及其使用之紋，都可依據設計及/或顧上之需要而定。 在本發明某些廢棄物處理系統100中，該溶劑廢棄物進料喷嘴之設置位 置’係可供例如-_機將溶劑廢棄物，由該溶劑廢棄物進料喷嘴導入該容器 102及/或在π亥办器1〇2内之熱源。在本發名其他之廢棄物處理系统⑽中係 • _溶劑廢棄物進料噴嘴設於可將溶劑廢棄物導入該容器1〇2内其他區域之 位置例如為亂流區域或與該容器1〇2中，與其他部份溫度不同的區域。 該溶劑廢棄物祕喷奴騎或全部，可⑽成可實質上顏溶劑廢棄物 之表面積成為最大之方式。在某些設計下，上述目的可以透過產生實質上之細 微液滴之方式達成。將驗狀表面積實質上軸最大之後：該熱源（例如 為電聚電極所產生之電漿火培）所提供的能量，可以傳遞到該液滴，其效率實 質上大於,¾^之表面積較小之其m將該溶劑廢棄物液滴之表面積增至最 馨大之触’可賤過在該喷嘴内部，將該賴廢棄物與獅合之方式達 成。 固献液祕棄物可以分別或實質上同時處理。如需分別處理廢棄物，則 s將©祕棄物與紐態廢棄物分別導人該容器⑴2 ^而如果要實質上同時 處理廢棄物，則需實質上同時或實質上緊接著將固態廢棄物與液態廢棄物導入 ”器]02中使固態與液態兩種廢棄物可在相近的時間中，存在該容器】〇2 内。在實質上同時處理該固態及液態廢棄物時，可將液態廢棄物導入該固態廢 棄物進料系統】〇4,以產生―均質之嶋及液態廢棄她成物。另—種作法則 9 1377096 是將液態廢棄物透過該溶劑廢棄物進料系統，以與該固態廢棄物實質上相同之 時間下導入該容器1〇2 ’該固態廢棄物是經由該固態廢棄物進料系統I⑽同時 導入該容器〗〇2令。該廢棄物處理系統⑽可以處理等量或非等量之固態及液 態廢棄物。 廢棄物進料至容器1()2所需之速率係依數種因素決定，包括該廢棄物之性 質’由-熱源所供應之能量與完成-分子分解（咖丨職—η)、裂解、 氣化及祕處理所需之能量之比例，所能產生之合成氣體之量與—氣體潔淨化 及控梅統設計上之產能之關，及/或在該容^⑽内之溫度及/或氧化條 件。其進料率於初始期可以依據—處理該特定錢廢棄物所需能量之估計量， 汁算传到’或根制需產生之合成紐數量與該魏反應爐之實際尺寸所產生 之限制（例如：轉在該電紅應射，以達騎需之留存時間）之比例，加 以計算’或者根據該進⑽、統設計上之功能力侧之_，加以計算。 該容器102之方向可為垂i ’且可以部份組合或段落組合方式建造。因此 在將-部份移除、進行維料，其他部份㈣在原位在本發明某些系統中， 。谷器102可包括一大致上為圓筒形之下方腔體，連接到一大致上形成圓筒形 之上方腔體上。兩者實質上具有相同之直徑。而在其他系統中，該容器1〇2 可包括-大致上形成圓筒形之下方腔體，以及—大致上形成園筒形之上方腔 體。該上方㈣無下方腔體可以—大致上形成·狀之巾段加以連結。 戎容器102之下方腔體可包括一炫融爐逢/金屬段及一高溫亂流段後者 用以改良氣體分解及裂解反應之效率。該下方腔體在—停機/維修階段可加以 移除用以維修該容器1〇2。在本發明某些廢棄物處理系統中，可以在該容器 氐。P。又置正電極，这正電極係由一約15〇mm乘約^ 5〇_之石墨塊所製 1377096 成。在其他系統中，該正電極可為石墨棒，其大致之尺寸為約1$〇_乘約 ，150_之截面’長度為約⑽麵之段落。每-段落可具有公螺絲螺紋及母螺 、絲觀，以作連接，而可將各段落互相連接。無論為上述何種形態之正電極設 計，都可_在本㈣，端視所選用之系統配置而定。且任—種雜都可以在 本發明之系統係在-「傳輸型電弧」模式與—「非傳輸型雜」模式間操作中 使用<· 在該容器102中可以使用耐火材料之組成作為裡襯，且可使用數層裡襯。 在本發明之數種系統中，該容器1〇2可以使用軟鋼製作，並在其内以數層耐火 材料作隔絕》該耐火材料可包括碳酸矽或石墨磚，鑄造耐火材料，陶瓷板、陶 瓷纖維毯、陶瓷纖維布及/或HysilBlocke該容器1〇2之裡襯可設計成用可來 提供操作上之彈性，縮短加熱時間，方便利用自然冷卻、及/或可以至少每曰 加熱及冷卻，而不會損壞該耐火隔絕及/或該容器1〇2之其他部份。在本發明 中某些廢棄物處理系統1〇〇中，該容器102可設計成使其耐火裡襯至少可以在 約二年内不需更換。不但如此，在設計上，本發明之系統提供易於進出，以及 | 可以修復耐火材料/隔絕受損部份之彈性，故可在該大約二年之所需壽命終結 前’進行定期維修。 在本發明某些系統中，在該容器102内之溫度及/或壓力持續或實質上持 續加以監控，以確保在容器1〇2内之負壓係在一預定範圍内。監控該容器ι〇2 内之溫度及/或壓力之方式，可以透過一或多個位在該容器1〇2内各處之監控 埠進行，且可包括使用一或多個偵測器，而與該電腦化控制系統進行通信。在 本發明某些實例中，容器102之預訂負壓範圍可在約-5mm WC至約-25mm WC 之間。但上述操作氣壓之下限設定點可依據該所處理之廢棄物之特性，而有變

II 1377096 化在本發月之某些系統中一典型之操作範圍可介於約j麵呢與七議 WC之間。 、 無機廢棄物於進料至該容器102中之後，可以使用一加熱系統加以玻璃化-或这化。該加熱系統可包括_或多個裝置用來將電能轉化成熱能。在本發日月 之某些廢棄物處理系統100中，上述裝置可為多數電紫火炬， 由2電極（一正 極及貞極）所產生。該電極設於該容器102 t，用來產生受控制之電焚場， 將之導引至違谷益丨〇2内部。在其他系統下可使用一電漿電極來產生—受控 電漿π此時實質上為穩定之氣流係受一位在二電極間之高電流所驅動，籲 在該電極之間。在本發明某些系統中，該加熱系統可產生大約⑽KW 之電漿能量。 该電極之移動可以手動控制，手動遙控控制或以一電極移動控制系統自動 控制。透過對二電極間距之控制’可以控制在該電極間之電弧電壓，並藉此而 規劃該容H 102之_溫度。錄該狀_大小俩_，而使該電弧 電壓實質上維持在-設計範圍。該設計範圍可根擄該系統設計上之考慮而選 定’例如根據該廢棄物之特性，包括該廢棄物之性質，由一熱源所供應之能量 φ 與完成-分子分解、裂解、氣化及紐處理所需之能量之_，所能產生之合 成氣體之數量與-氣體潔淨化及控制系統設計上之產能之比例，及/或在該容 益102内之溫度及/或氧化條件等等。該操作電屋越高，該電極間容許之距離 值越大，且操作電流越小。如果該電壓降到低於一最小預定臨界範圍，則可將 。亥電極之雖放大’直職電麟高到料或高於該最小預定臨界值為止。反 之如果D玄電麼上升到超過一最大預定臨界值，則可將該電極之間距縮小，直 到該電壓能穩定位在該最小到最大預訂臨界範圍内為止。在某些廢棄物處理系 12 1377096 統中，綱f咖峨麗ww 了^㈣電極之間距則 可加以選用，使其操作電壓維持大約為丨⑻伏特。在此等系統下，該電壓之最 小及最大預樹值爾大㈣至大_簡，而_之_可設 為大約10mm至大約75mm。 • 該_之初始位置可依據系統設計，而由操作者透過量測加以決定，並可 依據該容器1〇2之中線，辨認其位置。如果電極已經消耗其中一個或一個以 上電極之尚未制部分，可以向容器⑽移動。該電極之移動可鮮動控制、 ♦手動遙控控制’或以-電極移動控制系統自動跡當—或以上之電極已經消 耗相當數量時，可以在距離該容請中心最遠的電的尾端，附上—接替用長 度之電極。該接_長度之t極可以透過將„極段落之新增長度螺入原有電 極之方式，進行接替。 該電極移動控⑽'統可包括—機齡統，输至雜腦化控制系統，用以 控制該-或錄電極之糖。在本發㈣録財，該機财、航括—尺獲馬 •達（inchmotor)及齒輪麵。該電極移動控制系統也可包括一監督式控制及 資料獲取系統（Supervisoiy Control and Data 、·4)’ -如PEAT目際公IJ (美國鋪翻職布魯克市之公所開發及使 .用之硬體及軟體系統。該系統可加以設定，以在-電财，以編〇ws作業 系”先加以執行。該SCADA系統可透過容器内之溫度綱器取得該電弧電壓之 量測資料，透過辆達與齒輪系_自_整該—鐵多個電極之位置，以獲 得—所需之電弧賴或在該容器102内之溫度。另一種方法則是以手動或手動 遙控之方式’操作該馬達及齒輪系統，以調整該—或多個電極之位置，從而獲 侍—所需之電弧電屢或在該容器102内之溫度。在本發明某些廢棄物處理系統 13 1377096 中，該電極移動控制系統可包括安全功能，而可使該電極不能移動。在某些系 过文全功肖t*包括在有二個或以上之電極互相接觸時，使其不能移動。 而在每種情形下’該電極移動控制系統可解除該尺蠖馬達之功能直到—個或 以上之電極已經由操作員之動作，手動重設其位置為止。在本發明其他之系統 中該電極之移動方式可包括以物理設備執行，例如以限動開關（丨imit swltCh) ’以導引銷/導軌’或以評估性軟體，來防止一個或多個電極之移動超 過一特定點，無論是移入或移出該容器102。 在本發明某些廢棄物處理系統100中，該電極之定位可能影響在該容器 102中之循環氣流。可以鑽出及/或形成一小型通道，穿過該一或多數電極（例 如電極110及/或電極112)之令心，以產生一小股氣流，作為電漿負載氣體。 在某些系統中’該流經該通道之氣流量約為每分5升。 該加熱系統可以使用一電源供應132以供應電源。該電源例如可為一先進 型絕緣柵雙極型電晶體（insulated gate bipolar transistor - IGBT )電源供應芎。 該IGBT電源供應器116可以使用一輸入電流，大約比一石夕蝴整流器（仙咖 controlledrectifler)系'統小3〇%。該1(3町電源供應可達成之效果包括：功率 因數(power factor)範圍在0.85與0.90之間，低言皆波失真(hann〇nic dist〇rti〇n)、 高電弧穩定性，及/或-面積較小之控制面板。另―種方法是以交流電及/或直 流電來供應電源。 由該廢棄祕產生’並蝴麵化絲融的廢棄物，可能形成爐渔（例如 為熔融材料）’例如為一玻璃狀爐渣，而可將之收集在一爐渣池中。該爐渣池 可位於該容器102之底部。在本發明之某些實射，在該爐渣池中可能形成一 可分離之金屬層。該爐漁可由該容器102中流放。其方式可為經由一或多數之 1377096 流放埠’而可位於一適當之指定高度。該高度由該容器丨02之底部向上算起。 • 也可位於圍繞該容器102周圍之輻線位置。其中一或多數之流放埠可以—角度 • 分布其位置，故而使得該熔融爐渣層可以保持一大致上連續之氣密。該—或多 個流放埠之相隔角度可為大約10度，而位於該容器1〇2在該流放崞所在位置 •之戴面所形成之水平面上。另一種方法則是將該流放埠以不等角度分布設置。 爐渣可以從爐渣池，通過該流放埠而移除/排放到一爐渣/金屬合金收集系 統。在本發明之數種系統100中，該爐渣/金屬合金收集系統可包括一流放車 (tap cart)。該流放車係設計成使該爐渣/金屬可從龍頭流放到一砂床（用來提 供與該自流車之金屬適當之隔離）’或者可將該爐渣/金屬流放入一含有水浴之 流放車，在該水浴爐渣因為快速淬火而破裂成為粉狀之形態。該流放車可以使 用氣冷方式散熱，亦即以對一第二反應腔供應氣體之氣體供應扇供應空氣進 行散熱。也可以雙層隔板，並在其二鋼質表面間之空間，充滿冷卻水，進行散 熱。也可為利用環境空氣進行自然冷卻之機制。在另外之實例中，該排放之奴 渣可以在-儲水筒中淬火，致使該排放出之爐逢固化並破裂成小顆粒。固態爐 鲁造可能本質上為舰’因為重金屬已經包圍在其中。因此該爐渔可以抵抗淬 火，而保才寺在固態。由該容器102中排除之爐《查可由該爐渣/金屬合金收集系 統’以一輸送帶或其他適當之輸送裝置，輸送到一存放箱中，關運送，而可 回收使用或予拋棄。在本發明另一系統巾，該爐液可排放到其他特別設計之元 件，例如以砂隔絕之模型中。 在本發月某二系統中，该流放蟑可能包括一或多數之龍頭。如果使用多於 一個龍頭，該龍頭可位於環繞該容器]〇2之不同位置上，及/或不同高度上。 該龍頭可以-次開啟_個，也可以順序排列打開。也可實質上同時開啟。在流 15 1377096 出爐渔之時間中’在容器102内之進料及/或廢棄物處理仍可繼續。 該固態爐造可能為良性，而不需要填土處理，可能可供多種商業用途之利 用，例如道路建築、混凝土集合體、顆粒射出清潔、光纖及/或類似光纖材料 等等。該爐渣也可形成裝潢用磁磚，或與建築材料合成，以產生輕量預加工家 用建材。在開始流出爐渣時，係將塞梢從該流放谭開口，由容器ι〇2中拉出。 在本發明之其他魏，職鱗是以—塞梢加崎閉，而各塞梢是以高溫阻抗 材料所製成。在上述系統中，在正要開始流出爐渣前，砂手動或以手動遙控 方式將塞齡出，以使該祕驗/金屬混合物自該容器1G2中流出，進入一 收集系統。在本發明另外-種系統中，該流放埠是使用水冷式或耐熱包覆鋼質 插梢加以關閉，而透過手動或遙控方式移去。 由於在該容器102内存在低氡環境，有些存在該廢棄物流中之金屬氧化物 會還原成為其元素形態。存在該廢棄物料中之金屬及合金也可能在容器1〇2 内炼化。經過-段時間之後’在該爐潰池之底部會沈積—層金屬。有些金屬例 如鐵’可月b不會疋全與_渣池中所含之石夕酸物反應。該爐造可能吸收上述金 屬及金屬氧化物的-部份，但如果在該廢棄物中存在大量金^，仍會有金屬堆 積。該雜金屬可以與雜融爐渔―起通職流鱗加以流放，再以前述方式 加以處理。 该容益102所接收之廢棄物可能經過一分子分解及裂解處理。裂解是一種 處理’以大量熱能在_極端低氧環境下作業，而使分子分解，與焚化或燃燒正 好相反。在此過程中，廢棄物可以該加熱系統加熱以加熱處理該廢棄物直 到分解成為其7〇素成分’例如為固態碳（碳顆粒）及減。氧氮及自素（例 如氯）會釋放ίΒ來’如果其在該廢棄物内之存在娜為碳氣化物之衍生物。經 1377096 過裂解及/或部份氧化後，所得之氣體（例如合成氣體）可能包括一氧化碳、 氫氣、二氧化碳、水蒸氣、甲烷及/或氮。 分解後之氧及氣可能隨時與所產生之碳及氫反應，且可能形成多種系列之 複雜且潛在有害之有機化合物。不過，這些化合物在該容器102所保持之高溫 下事實上不可能形成，因在此高溫下僅有少數種類之簡單化合物才能穩定存 在。最常見而能穩定存在的上述簡單化合物為一氧化碳（由自由氧與碳顆粒之 反應所產生）、二原子之氮、氫氣及氯化氫氣（為氫—自素化合物氣體之代表 性化合物）（如果有氯或其他函素存在）。 存在該廢棄物料内之氧含量可能不足以將所有存在該廢棄物料内之碳轉 變成一氧化碳氣體。而存在於該廢棄物料内之濕氣則可能從該容器1〇2中的高 溫環境中吸取能量’錢賴謂械氣（steam_s_反應，M彡成一氧化 碳及氩氣。如果在該廢棄物蒸氣中所存在之化學劑量氧或渔氣數量不足，及/ 或因系統之製程效率不佳’就可能有未經反應之碳粒子存在該氣體統中，而 由該容器102排出。

為使固態碳轉變成-氧化碳氣體之數量能夠提高，可以導入一額外之氧供 應源至該容器⑽及/或至該第二反應器腔。鶴棄物處理系統⑽可包括一 系統’可麟氧化繼人該廢棄物處理系統丨⑻巾，其數量足以使得部份或在 該容器内大部份之碳或碳粒子，能轉變成—氧化碳。在本發明某些廢棄物處理 系統KK)中，該統舰人魏可以為_氡化舰應系統，而可包括氧氣長 管，用以將另外之氧射入該容_内。該氧氣長管可以裝置在容請上， 也可形成其一部份 並可將純度在90%至93%範圍的氧，投入到該容器1〇2 另一種方 内。可以在-或數個處所將預訂數量之氧化劑投入該容器1〇2之内 17 1377096 式則是以不同之氧化劑，例如為空氣或蒸氣，單獨或與其他方法共同使用。在 本發明某些廢棄物處理系統100中，該氧化劑可以通過其他系統及/或元件導 入該容器102内。例如’可以通過該電楽加熱系統，而與在該溶劑進料系統 100中之廢棄物混合後使用β另一種作法則是利用氧氣筒、壓力振盪式氧氣產 生機（pressure swingabsorptivesystem)系統，或使用一蒸氣產生器及一蒸氣 闊，以控制方式開口’而由該廢棄物處理系統控制電腦自動控制，或以手動或 手動遙控等方式’絲氧化綱容器1G2巾。上述設備可以耗接到該容器 之上層部份及/或一氣體導管。 投入到該系統巾之氧化财能會觀存在贿棄物巾之—部份或大部分 之炭或者在該各器中分解後之自由碳，成為一氧化碳。由於純碳在高溫操作 起氧化碳氣體具有更南之活,j_生，因此另外力口入之氧可能與碳反應而 形成氧化奴’而非與一氧化礙反應，而形成二氧化碳，但其前提是加入之氧 化劑未達過量。 λ反…玄氧化劑可此存留在該容器1〇2内達一段時間，而使得之前尚未轉 老之固大。Ρ份可以轉變成為—氧化碳（該段時間稱為「停留時間」 (ume)) ^該停留時間可為該系統容積、容器形狀峨該合成氣體流 “在本發明某些廢棄物處理系統100中，係使用約2.5至約3.0 Nm3/ 分之氣體流量’而其停_可以為約2歸。如果該廢棄物處理线1〇〇使 用不同之氣體流量， 氣體排放管（亦即「 則其停留時間可為長於或短於大約2 〇秒。也可以使用一 熱管」-Hot Pipe) 114導引至一第二反應爐腔n6，而提 供較長的t留時間’結果可使該廢棄物處理系統⑽之總體停留時間超過約 2.0私在本發明其他系統卜該熱管可以直接連接到一氣體潔淨及控制系統 1377096 該熱管可贿射嘴，喊㈣者可碰人於數紅倾化水及/或蒸氣。 該射入之水/蒸氣可以提供一種途徑，以迫使任何由該容器〗〇2送出尚未反 應之碳粒子，轉變成為一氧化碳及氫氣，並將揮發的金屬成分轉變成金屬氧化 物及氫氣。利用這種作法也可降低該合成氣體之溫度，因為與濕氣的反應係屬 吸熱反應。另外投入氫到該合成氣體中，也可以輔助提高生成合成氣體產物之 熱值。 投入於該容器102及/或該第二反應腔116之氧化劑量可以透過一氣體分析 系統加以決定。該氣體分析系統可以監控實質上連續時間内，在該容器1〇2 及/或該第二反應腔116内所產生之該合成氣體之組成。在本發明某些系統中， 該氣體分析系統可包括一質譜儀或一線上氣體分析儀（包括非分散式紅外光 -NDJR、電化學、熱傳導或雷射型等系統），可用來量測存在在該容器ι〇2及/ 或該第二反應腔U6中之原子及分子質量，以及原子及分子之相關濃度；所量 測之成分可包括：CO, C02, HC1，H2, CH4, Ν2, 02, H2S及/或水蒸氣。在其他之 系統中’該氣體分析系統可包括一特定之監控儀，可以用來量測一段連續相當 長時間中，存在該容器102及/或該第二反應腔116中之原子及分子之合成氣 體流，較廣範圍之反應資料。關於該第二反應腔116，該氣體分析系統可以在 該第二反應腔116或在其前端對合成氣體取樣。但如果不使用該第二反應腔 116，則該氣體分析系統可在該氣體潔淨及控制系統丨18之前及/或在該氣體潔 淨及控制系統118之後特定點，對合成氣體取樣。根據分析之結果，可以使用 手動及/或自動調整，以調整該進料速率，及/或該廢棄物材料之組成，及/或該 電漿電極之能量，及/或投入於系統之氧化劑量。另一種作法則是使該氣體分 析系統在一段時間中定時對該合成氣體取樣，其時間間隔可設為實質相同。該 19 時間間隔取樣可⑽时析，⑽定衫有必要財缺/或自_整改變 錢料速率，___之喊，及狄能量，及/或投入 於系統之氧化劑量。在本發明其他之廢棄物處理系統丨⑻中則不使用該氣體 分析系統。 在该今裔102中所產生之合成氣體可以加熱到一溫度，其範圍在至少約 1眞（雖餘據所處理之廢棄物之特性及其組成，也有可能使用低脚 t之範圍m約丨，赋之膝在離開該容器U2之後，該合成氣體可以使 用該第二反應腔m處理喝二處理腔116在本發明之某些系統中係可使 用軟鋼製成，其⑽有適當之隔胸火材料，該材料與製作該容器ι〇2所用 之材料她。依該廢棄物處理系統100之構造而定，帛二處理腔ιΐ6可以使用 在不同之操作模態下。在-第一操作模態下，該第二反應腔116可能不必配備 或可能用來作為-備料腔’而使該合成氣體通過該第二反應腔，即送往該氣體 深淨及控制系統。在此操作模態下，該合成氣體可以在一氣體引擎、鍋爐或其 他下游緖巾。而在-第二操作娜，則需使職第二反應腔，來加熱氧 化S玄合成軋體。在此操作模態下，該合成氣體將不作二次使用，且在該第二反 應腔116中作過加熱氧化後，即進入該氣體潔淨及控制系統中進行潔淨及控制 處理’之後排放到大氣中。在該第一模態（即一合成氣體模態）下操作時，可 以將水、蒸氣、空氣或另一種氧化劑，透過一投入系統或其他輸入裝置提供到 該第二反應腔116。在此，該合成氣體經過進一步反應，例如使尚未反應之碳 成分反應成為一氧化碳，或使揮發之金屬反應成為金屬氧化物。而在以該第二 模態（即一非合成氣體模態）下操作時，通常在此情形下並無該合成氣體應用 系統，此時該第二反應腔116即指定用來投入大量空氣進入該腔，而使該合成 1377096 氣體轉變成氬、氧、二氧化碳及/或水蒸氣。在本發明某些系統ι〇〇中視所 •處理之廢棄物岐，在該第二反應腔U6巾之最短停留_可簡大約2〇 秒。不過’該第二反應腔也可以設計成可以提供較長或較短之停留時間，全賴 其處理換式而定。 在該第二反應腔丨16之下游’或直接連在該容器1〇2之下游側可以透過 該熱管之連結，而以-氣體潔淨及控制系統118處理該合成氣體。在進入該氣 體潔淨及控制系統118當時，該合成氣!|係處在一高溫狀態。在某些系統中， 镰該高溫可為約UOOt。不過，在其他系統中，該溫度可為較高或較低。該氣 體潔淨及控制系統118可將該合成氣體淬火，以降低其溫度或防止不欲之複雜 分子再結合，或形搞的化合物，例如辛及/或料，並料該合成氣體， 以實質上除去任何絲之粒子及/級性氣體。該氣體潔淨及控制系統爪可 以包括-高壓文氏管系統120及一填充雜氣塔122。另配備一循環水系統供 該文氏管及填充床塔系統使用。該循環水系統提供該文氏管及填充床塔所需之 水，以使其有效達成任務’-如下述。該循環水容器中之水需有—少量之預備 鲁水（make-up)，以維持該塔中適當之水位。該循環水塔124可由該文氏管系統 120及該填充床騎塔12〇所共用。其巾配備，部隔板，而使在該水塔中指 定給該填充絲氣塔使用部份之水，可以溢流進入該塔中指定給該文氏管系統 使用之部份。在树明之某些廢棄物處_統⑽巾，也可準備—備用循環水 塔12 4，以供該文氏管系、統12 〇及該填充床縣氣塔】2 2使用。在另一些系統中， 是使用單-之料’而其中在_區類並無隨i果紐巾隔板，從 該合成氣體中所移除之特定物質可以在該填充賴氣塔】22中實質上分離。從 該水塔與該文氏管系統！2〇相連之部份量測在該循環水塔】2彳中之水位。備用 21 l377〇96 水可以加入到該循環水塔中，與該填充床滌氣塔122相連之部份。另一種作法 · 是在其他廢棄物處理系統10〇中可使用分別的循環水塔124，個別為該文氏管 · 系統100及該填充床膝氣塔122配備。該蘇氣循環水系統需連續冷卻。該冷媒 可由一冷卻塔直接連通，而環繞該滌氣循環水系統。如果在該水塔中使用一隔 . 板，或使用為該文氏管系統及該填充床滌氣塔分別配備之分離之二水塔時即 _ 需使用此種設置。在本發明之其他方式中，則可使用單一水塔，以供該文氏管 系統120及該填充床滌氣塔122兩者使用。在此情形下，該系統水可以透過一 熱交換系統而再循環。該熱交換系統連結一冷卻塔或其他除熱方法可以冷卻 _ 該務氣系統中之水。 該文氏管系統120及該循環水塔124可以在大約6〇13加之流速下循環 水。為確保該文氏管系統120充分潔淨，可以使用一水再回收系統， 其内包含-管内過滤系統。在本發明某些水過滤系統中，水中之粒子含量可以 維持在低於大約百萬分之5〇〇份（ppm)。由該過遽系統所移除之固態殘留物 可以加以累積’回收到該容器102中，以作玻璃化。本發明某些水回收系統可 以設計成在流速大約為W/hr下運作。視該廢棄物料之組成而$，特別是其 φ 南素含量’由該循環水系統所流出之水，可以大約41^之速度，流向一下 水道系統或-賊錢理祕，其中主要包含_麵溶液，翁將溶解在其中 之固體含量保持在2%以下。此外，在本發明之某些系統中該填充塔再循環 流速可為大約H) mV，而該冷卻塔之再難流速可為5m3加。 遠文氏管系統120也可包含一緊急用水儲存系統，用以提供一水之重力 流，在萬1源情時相進行冷卻及鎌好。錄如水儲赫統可包括 一分離，位在高處之儲水桶，其容量可為大約i升。另—種作法是，依據 22 1377096 • 現場特定考量喊，該文氏频環水塔可提供«急水源β . 本發月可使用中和劑’例如—氫氧化約溶液，如美國專利第6,971,323 .號所述者’以將該合成氣體内之·氣體齡。該中和劑可以一壓缩機126 . #人到職塔丨22。該再循環水源128可以定期取樣，以雜其ρΗ值維持 . 在9左右。該再循環水之—部份，例如S 45加糾（gph)之流量’可由該 務氣塔122中，透過該蘇氣塔顯水系統13〇加以排放。排放之液體可以定期 採樣，以確保排放水流符合法規限制。如果檢驗結果符合法規之排放水標準， • 即可將收集得到之溶液部份或全部排放到-廢水處理系統，或者直接排放到下 水道，排放水可能含有納鹽或其他溶解麵。而在本發明其他系統令，該排 放水中所含鹽類之量可以低於大約2〇/〇。 第2-8圖為-容器1 〇2及其相對應元件之例示圖，齡統可提供一第一廢 棄物處理系統之侧制。雜第2.8圖包含各種設計上之尺寸及材料，在設 計-廢棄物處理系猶’仍可使驗大或較少尺寸及/或不同之材料。 第2圖為一第-例示容器2〇2之俯視圖。在第2圖中，該容器包括一氧氣 鲁投入喷嘴204，位在由參考線B-B算起I5度之處。而位在由參考線B_B算起 52度之處者’為氣體出口 206。該氣體出口 206可使在容器202中所產生之合 成氣體向下游流向該廢棄物處理系統之其他部份。而位在該參考線Β·Β算起 90度之處者，為一監視埠208 ’使人類可以看見該容器202之内部，該電極之 位置，及/或位在泫各器201底部之爐渣池。如第2圖所示，有一流放埠2⑴ 位在由參考線B-B算起124度之處。而另一流放埠216則位於由該參考線B B 算起216度之處，也顯示在圖中，另由該參考線Β·Β算起135度及3丨5度處， 分別有一溫度埠212。該溫度埠212可使一操作員能量測在該容器2〇2内部之 23 1377096 溫度，其枝可域過料躺電腦化湖純之侧^，放置找溫度知 自動里測，或以手動偵測器作手動量測。將數個溫度埠212設置在該容器2〇2 · 之周圍可以由多數處所監控該容器之溫度，且量測結果會更為準確。而由該參 考線B-B算起335度之處則顯示有—下方電極之插入點 。依據選用之下方電 · 極插入點，可以將位在該容器2〇2周圍之另一插入點加以封閉。由該參考線 . B-B起算180度則顯不為—翻喷嘴2丨6。在本發明某些系統中，該備用喷嘴 216可用來作為一溶劑廢|物處理系統之一部份。在另一系統中，該備用喷嘴 叫則用來作為-氧氣投入噴嘴。而由該參考線B B算起225度之處，顯示為籲 -液態廢棄物喷嘴218，另由該參考線B_B算起別度之處，醜示為一廢棄 物進料σ 220。該廢棄物進料π 220可以連結到該廢棄物進料斗及廢棄物進料 系統，由此接收待處理讀棄物。第2圖中也齡位在容器2〇2頂面中央者為 頂4裝置電極之插入部’另在第2圖也顯示同樣位在容器2〇2頂部 ，但不位 在令心’為-緊急排放口 224。該緊急排放σ 2〇4可以在該容器2〇2必須快速 淨空或需進行清洗作業時’可以手動或由該電腦化控制系統打開。當該緊急排 故口 224開啟時，該容器202之内容物（大約〇 5m3)可由一緊急排放管排放，· 该排放管垂直連接到大氣中，故使該排放管並無脊曲，而不會對該流體路徑造 成阻礙。 第3圖為第2圖之容器202外部之正面圖，係由一觀察者由第2圖之參考 線A-A之方向所視者。如第3圖所示，該容器2〇2係裝載於—裝載架挪上， 故使該容器202由地面升高，又如第3圖以及其後之第4_丨4圓所示，打圈之 編號表示硬體元件’而可用來組成該容器加。該硬體元件詳細列於如下之表 24 1377096 第4圖為谷器202之载面圖，係沿第3圖之參考線χ·χ所見之戴面β第5 圖為第2圖之谷器2〇2外部之正面圖，係由—觀察者由第2圖之參考線Β_Β 之方向所視者。在第5圖中，該廢棄物進料口 22〇係位在該容器2〇2之上，雖 然攸第5圖之立視角度，視者可能無法看到。 第6圖為該頂部裝置電極插入點222之詳細圖。第7圖為該緊急排放口 224之詳細圖。第8圖為一溫度計2丨2及/或液體進料噴嘴us之詳細圖。第9 圖為度计212、備用喷嘴216及該氧氣投入喷嘴244之詳細圖。第10圖 為氣體出口 206之詳細圖。第11圖為該廢棄物鱗^ 22〇之詳細圖。第12圖 為下方電極插入點214之詳細圖。第13圖為一檢查埠208之詳細圖。第14 圖為將違谷器202之下方腔連結到該容器2〇2 ±方腔之構造之詳細資料圖。第 15圖為連結該容器202到該裝載架302之構造之詳細結構圖。 第16圖表示第2圖所示之容器202之截面圖。在第16圖中顯示該容器 202中所使用之不同層次之耐火材料。在第16圖中一第一層丨6〇2為一 5〇刪 厚之Hysil Block。第2層1604之耐火材料為一 75咖厚之Insuiyte 7。第3層 1606之耐火材料為丨55咖厚之。第4層之耐火材料16〇8為一 2〇咖 厚之碳酸矽磚。在該碳酸矽磚16〇8之内部為該容器2〇2之開放空間，在此可 以收集該廢棄物料及/或熔融爐渣。第16圖也顯示一通道161〇，除在其上方表 面具有一開口外’也包圍設置在容器2〇2下方之水平或大致呈水平之電極。又 如第16圖所示，該通道161〇是以Cerawoo丨製作。該通道16〗〇可以耐受在該 谷器202底部之高溫及高度腐姓環境。該通道丨61〇包覆該下方電極，使其不 受該廢棄物料及熔融爐渣損壞，該爐渣可在該容器202之底部收集。該通道 1610之開口可使一所要形成之電弧形成在位於該通道161〇内之水平或大致上 25 1377096 呈水平配置之電極，以及一垂直或大致上呈垂直配置之電極之間。 第17圖為第16圖所示之容器202之戴面圖。在第17圖中’該下方電極 214之插入點部份，係延伸出該容器202外部，並包括一 25 mm厚之鑄造材料 層1702及一 25画厚之Cerawool層1704，用來隔絕該插入點214，使之不受 產生在該容器202之熱侵襲。在第π圖中也顯示該下方電極位在該通道1610 之内。 第18圖為第16圖所示之容器202沿參考線S1-S1 (見第16圖）之戴面 圖。在第18圖中顯示從一流放埠可以進入該容器202之開放空間。第18圖也 鲁 顯示該通道1610。如第18圖所示，該通道包括破酸矽磚，形成有三角形部份， 並以鑄造材料填充。 第19圖是該容器202之正面圖。在第19圖中顯示使用在該容器202上方 部份之耐火材料。該容器202之上方部份可包括silic〇n carbide Trifles (碳酸 矽磚）、HysilcBlock等層。此外，在部份處所還有鑄造材料。第19圖也顯示， 义下方之水平或貫質上呈水平配置之電極位於該通道1610内，以及該垂直或 實質上為垂直配置之電極。在第19圖中該垂直或實質上垂直之電極有一端# φ 正好位在該通道161G巾。在第19圖巾，該下方水平或實質上為水平配置之電 極以及。亥垂直或實質上為垂直配置之電極，兩者係以石墨材料製作。 在依據第2-19圊5又计之某些系財，該電極可包括分別的石墨材料段， 其每段長度約為45〇麵。每段有一主要部份，_ W平方咖。每一段之主要 部份可設有-延伸部份於其—端，而延伸超過該約15G平方_部份以及一凹 场接受部份於其另-端。該接受部份可以接受另—段電極材料之凸出部份。 /電極材料K之較小之凸出部份與凹入部份，可以製備適當之螺線連結。在製 26 作該電辦，是料數分狀石墨片如螺合方式純連結，而較大之 電極。在本發明某些廢棄物處理系統中，可在該垂直或實質上為垂直之電極及 軸水平或«增㈣極巾心，勸峨—衫綱道以使一 孔机通過’而作為一電聚載送氣體。在本發明之某些系統中，該流穿過該電 内乂之J、u置可為大約5升/分。雖然在此所述者為方形但有些電 極可以形成圓筒形、三角形或其他形狀。

作為該加熱系統之一部份，該電極可以用來將該容㈣帶入一操作溫 Ή如為;M l’GGO C到1，5GG°C之間。在達到該操作溫度之後，可以將廢棄 物料導入該系統中。該廢棄物料可能包括有機廢棄物件、液態廢棄物料、及有 機物與無機物混合之廢棄物料。由於該石墨電極會消耗，可以將觀長度之電 極接續在其遠離該容器2〇2中心之一端。該補綠度之石墨可以利用將新的石 墨片段螺合連接到原有電極上之方式追加。

第20A-20C圖表示使用第2-19圖所示之容器之廢棄物處理系統之系統 圖在第20A圖中之數字2〇A、2〇B、2〇c，用來標示三圖間之關係。在第施 圖中该廢棄物處理祕包括—進料斗，連結到—廢棄物進料纽…第一隔絕 /裝載門用麵顧補斗麟廢棄物鋪纽，n隔絕/裝朗則用來 隔離該廢棄物㈣系統與該«容^在第施圖中，該㈣容器包括一垂 直或μ貝上垂直之電極，以及一水平或實質上水平之電極，與上述相同。該電 漿爐可以一框架及或一手動或手動搖控油壓千斤頂系統支撐，在該電漿爐中所 產生之爐渣可以通過一或多個流放埠，流放到一爐渣鍋、水桶、砂模及/或其 他可以接收該爐渣之容器中。在該電漿爐所產生之氣體可以流至一第二反應 腔’再進入氣體潔淨及控制系統處理。而如第2〇c圖所示，該氣體潔淨及控 27 1377096 制系統包括一文氏管滌氣塔，填充床滌氣塔，煙霧上升機及滌氣塔循環槽。可 以使用滌氣塔壓缩機來循環例如其他溶液至該文氏管滌氣塔及/或煙霧上昇 機。一溢流槽可以用來監控循環到該氣體潔淨及控制系統之水質。可用一冷卻 塔來供應冷卻水，以冷卻在該滌氣塔循環槽中之水。可使用一 ID風扇來傳遞

淨化及處理用氣體至一合成氣體利用系統’在該系統中該合成氣體可用來產生 能量。該合成氣體可以加熱氧化（成為C〇2，H2〇，N2及〇2)，其方式為加入額 外之氧氣至該第二反應腔。經過在該文氏管滌氣塔内及在該填充床塔内之淨化 及處理之後，該ID風扇會將該加熱氧化之氣體送到一暫存處，以備排放。

第21圖顯示έ亥谷器202之預熱流程圖，表示該容器202由未裝廢棄物料 時之冷卻條件進行預熱之步驟。在步驟2100將該垂直或實質上垂直之電極， 朝向位在該容器202底部之該水平或實質上水平之電極下降，到定點後激發電 弧。在本發明之某些廢棄物處理系統中，該電弧可以使用一點火器來輔助激 發’其方法是在該垂直或實質上垂直之電極與位在該容器2〇2底部之電極，距 離為大約ιο_，加以激發π提供—保護電路在該電源供應132，以在因 為兩電極直接接觸而發生短路時，可以使系統斷路。該斷路系統可以在該二電 極之直接接觸發生而持續長達一預定時間，例如3秒鐘時，即予作用。該電弧 激發之後，該垂直或實質上垂直之電極可予上升到—操作位置（步驟雇）。 在本發明之轉廢棄鱗_財，雜作位置可為在該下方電極以上大約 25咖至大約75暖處。該垂直或實質上垂直之電極可以維持在該位置，直到 該容請在步驟施翻—預定溫度為止。在本㈣些廢棄物處理^ 中，該溫度可為大約丨欺。在步驟鳩可以改變該二電極之間距例如以 手動、手咖•-電_動輸自軸，α姆之下獲得一預定之 28 1377096 廢棄物處理溫度。_定之廢麵處理溫度可為介於大約娜c至約丨，⑽。c 在〆帮2丨G8 ’ —旦_該預定廢棄物處理溫度，Μ始廢棄物進料 作業。 〜f22職械留域物魏触圖，韻留域物統程柯以使用在 編202因之前之操作’而含有_殘留物之情形。該殘留無機齡化作業 有助於減少該電極之消耗，節省能娜及/或使操作時間達到最佳化。在步 驟 先將°亥垂直或實質上垂直之電極向該位於該容器202底部之水平或 貫質上水平之電極下降，在達到_定位置時激發—電弧。該電極可在該位置操 作’直到在該容器202内之溫度_一預定溫度，例如！，姻。c。在此溫度下， 將該流放龍頭拾塞拉出，而開始爐雜出作業。該電極之操作可以此種方法繼

續進行’直到實質上所有的無機固態殘留物已經熔化，且已經流出該容器外部 為止。在步驟2202’該炫融的固態殘留物可由該容器2〇2通過一或多數流放 痒加以移除。 第23圖表示處理無機及有機廢棄物之方法流程圖。在步驟挪先將無機 及有機廢棄物供應到該容器202中。該有機廢棄物可以霧化液態廢棄物之形態 供應。霧化後之液態廢棄物可以利用一或多數氣體霧化喷嘴，喷入該容器2〇2 内。該喷嘴可位於該容器202之周圍，或附著在一廢棄物進料腔中。另一種做 法是可從已經置於該電弧電極之能量下之固態廢棄物巾，抽取錢廢棄物。在 步驟2300也可以將無機及/或有機廢棄物，透過該廢棄物料腔及該廢棄物進料 口 214，而供應到該容器。 在步驟2302將或廢棄物置於在該電極間所產生之電弧能量下，直到該有 機廢棄物已經氣化，且實質上分解成為其元素成分時為止。該有機廢棄物之元 29 1377096 素、匕括固態兔（碳顆粒）、氫氣、氮及/或鹵素。在本發明某些廢棄物 處系統中該氣化有機廢棄物可以置於該加熱系統之能量下，維持一預定時 間例如為大約2.〇秒。該氣化有機廢棄物可以在該容器2〇2内行經一迴旋 或實質上為職之路徑，以確㈣成適當之混合，並確健廢棄物能位在該爐 中心下方區域之高熱帶。 在步驟2304可以加入一氧化劑到該元素成分，以產生一合成氣體。隨者 該容器内之溫度上升’該容器2〇2之内容物，例如空氣廢棄物及/或粒子， 將因-般物理原理而有移動。由於在該容器2〇2内之内容物移動該内容物會 達到因該容器202之形狀而產生之邊界區。該容器2〇2之形狀與該合成氣體排 放嘴之位置可以用來產生—_容物之亂流/旋流/混合氣流，或實質上之亂流/ 旋抓/混合氣流在該容器202内。而該一或以上之電漿電極所在位置也可影響 該合成氣體在該容器2G2内之|L流/旋流/混合氣流或實質上之亂流/旋流/混合 氣机。而在s玄容器202内之亂流/旋流/混合氣流或實質上之亂流/旋流/混合氣 流，也可能延長該合成氣體及所夹帶之粒子之部份或實質上全部，能夠存留在 該容器202内-乱流區域之時間（亦即，停留時間此外，飢流/旋流/混合 氣流或實質上之亂流/旋流/混合氣流，也可使得該合成氣體及所夾帶之粒子之 部伤或實質上全部，能夠移動到該容器202之上方腔。該合成氣體出口之位 置，該用來將該合成氣體輸出該容器外面之熱管之形狀，以及該容器裡襯之上 方部伤之形狀，可以幫助產生一有限的文氏效應，提供給存在該容器内之氣 體β邊文氏效應可以幫助減少粒子之留存 '加長該停留時間，以及改善該合成 軋體在έ玄谷器内之混合效果。在步驟2306，該氧氣會與其中部份元素成分結 合，形成一氧化碳氣體及/或二氧化碳氣體。 1377096 在步驟2308 ’可以將存在該合成氣體内之能量回收例如以形成蒸氣、 .•供商業驗之熱水、或朗在_特別規劃之氣體㈣，以產生電能之方式加以 .利用。該合成氣體可以在進入該第二腔之前，先予冷卻。該冷卻後之氣體其後 ’ 可加以規制，淨化及/或準備供商業利用。 . 第測圖表示一第二容器讀及其相對應元件之例示圖式。該第二容 器2402及其相對應元件可用在一替代性之廢棄物處理系統。雖然第a·33圖 中揭不各u上之尺寸’但其他大於及小於該尺寸者仍可用來設計依據第 • 24-33圖所示之廢棄物處理系統。第24圖為一例示性容器2402之頂面圖。在 第24圖中’溫度計探針24〇6可以位於該容器24〇2周圍不同處所。該溫度計 探針2406可以用來制在該容H纖内之溫度。如果制錄溫度探針 2406，將可幫助取得在該容器·内之正確溫度。随、半轉及/或液態廢 棄物可以通過廢棄物入口篇，投入到容器纖中。此外，溶劑廢棄物也可 透過-廢棄物進料喷嘴2M8，引進職容ϋ 24〇2 ^由該鶴程序所產生之 合成氣體可以通過-導管’排放至該第二反應腔^鱗管連接該容器24〇2之 • 開ϋ 2420。如第24圖所示，可以設置一傳輸型電弧電極在該開口 2408，及-非傳輸型電弧電極在該開口 2410。第24圖也顯示一檢查窗2416，使一操作人 員可以觀察s玄容器2402之内部、該容器2402之爐渣池及/或該傳輸型電弧電 極及/或該非傳輸型電弧電極。流放埠可以設置在容器24〇2上多數處所。在第 24圖令係顯示在2422。又如第24圖及其後之第25-32圖所示，打圈之符號表 示用來構成該容器2402之硬體元件，另有一該等硬體元件之表列，附在以下 之表8。 第25圖為第24圖之容器2402之正面圖。在第25圖中，該容器24〇2包 31 i377〇96 括一下方腔2500及一上方腔2502。在本發明某些系統中，可以一大致呈斜圓 筒狀之段落2504設於該下方及上方腔體2500、2502之間。另一種作法則是將 該下方及上方腔體25GG、2502直她接/形成在ϋ傳輸型電弧電極可以 設置在開口 2408，而該非傳輸型電弧電極則可設置於開口 241〇。也可提供一 或多數流放口 2432，位在該容器2402之下方腔2502周圍。在第25圖令，該 廢棄物進料口是用來進料到容器2402中，標為2414。該容器24〇2也可包括 -或多數之檢查窗2416，可以提供目^(觀察該容器24〇2内部，該電極元件之 位置及/或位在該容器24〇2底部之該爐逢池。此外，也可提供—或多數溶劑廢 棄物進料喷嘴24…在第25圖中，該溶劑廢棄物進料喷嘴鳩係顯示為該 容器24G2之-部份。不過，該溶劑廢棄物進料喷嘴期也可形成為該廢棄物 進料腔之-部份，-如在第〗圖中所為之說明—般。不但如此，第Μ圖中也 顯不，該㈣2402可以裝載在-機架上，因而使該容器纖自地面上提高。 第26圖為該容器2402之戴面圖，顯示沿第24圖χ_χ線之戴面。第27 圖為該容器2402之另-側視圖。第28圖為該開口 24〇8之詳細圖。該開口纖 用來收納該傳輸型電弧電極，时顯示該電極可以設為與垂直線形成一大約$ 度夹角129圖為位在該容器24〇2周圍之某些溫度探針纖之詳細圖。第 3〇圖為該進出埠之詳細圖。進出物來作為檢查窗㈣及/或供該溶劑廢棄 物進料喷嘴則使卜第31 _開口綱之詳細圖,口可用來將該 合成氣體排放到該廢棄物處理系統之其他部份。如第3丨圖所示，該開口可以 與垂直崎—以9糾㈣％圖_㈣上竭廢棄物進料 口震之_。在第32圖卜細態廢棄物進料口洲與水平線形成一 大約7度之夾角。第33圖為該開口鳩之詳細圖。該開口細可用來收容 32 1377096 . 該非傳輸型電弧電極。如第33圖所示，該開口 2410可以與垂直線形成—大約 ..15度之夾角。第Μ圖為該容器2402之斜圓筒形段2504之詳細圖。該斜圓筒 .形段連接該下方腔體· _上方腔體2502。第35圖_容器24G2之詳細 . ® ’其中該下方腔體謂與該斜圓筒形段2504係Μ接/形成在一起。而在第 . 36 ，該傳輸型電弧電極與非傳輸型電弧極係分別放置在該容器24〇2上， 相面對之開口（2408與2410)。 該傳輸型電弧電極與非傳輸型電弧極可以包括分別之石墨材料段落。石 • ‘墨材料每段長度約為450 mm，並具有一主要部份，约為15〇平方麵。每—主要 。祕可叹有-凸出之延伸部份於其一端，而延伸超過該約150平方咖部份，以 及-凹入之接受部份於其另―端。兩者可以螺線螺合。在製作該電極時，是將 多數分別之石墨材料段以螺合方式加以連結，而形成—較大之電I在本發明 某些廢棄物處理系統令，可在該垂直或實質上為垂直之電極及/或該水平或實 質上為水平之電極中心，鑽出及/或形成—貫穿之小通道，以使-小氣流通過， 而作為載魏體。在本發明之某㈣财，該流穿麟電極崎道之小 鲁氣量可為大約5升/分。在本發明其他系統中，該電極可以形成圓筒形、 三角形或其他形狀。 此種使用該傳輸型電弧電極與轉輸型電弧電極之廢棄物處理系統可以 在不同模態下運作。該傳輪型電弧電極可以穿過該容器2402之頂部安裝，其 方向為垂直或與-中央垂直線形成—夾角，例如與該垂直線形成大約8度之夹 角。該傳輸型電弧f極可以設計成作為負轉^可以設置—分離之石墨正極 板在該容器2402底部。該位於該容器24〇2底部之正電極板，尺寸可以大約為 300平方刪’厚度大約為1〇〇刪，作為其最大值。該正電極板可以形成可以由 33 1377096 該容器2402具有耿裡襯之底部向上提升之形狀。在本發明某些廢棄物處理 系統中，該正電極板之形狀可叫類似去頭椎形。也可使用另外的石墨正電極 板，設置在該容器2402底部遠心之處。該另外之正電極板可以連接至該中央 主正電極板，並可設成以輻射方向，向該容器24〇2底部外圍部份延伸之方式 排列。該另外之正電極板之排列方式，可使該傳輸型電弧電極與該正電極板間 之電弧所產生之熱，能夠更完全且更一致的熱傳導龍容器24〇2之其他部份。 該傳輸型電弧電極之位置可以設成：使該傳輸型電弧電極之中心線完全延 伸後’可與該容器2402底部中心大約相合。此種位置可使能量能夠平均分布 在由該傳輸型電狐電極到該底部設置之石墨板、該容器施之底部及/或在該 容器2402底部留存之無機材料之間。 一非傳輸魏弧電極可以包括由該容H細之—側插人之電極。該側面 裝置之電極可以設置成與穿過該容器震之水平線形成一角度，例如可以形 成大約15度。在該非傳輸型電極模態下，該傳輸型電弧電極之底面端係位於 該谷益24G2中之-升高位置，亦即位在較該廢棄物投人口之最上方入口稍高 之處。而該非傳輸型電弧電極則延伸進人該容器細，使該非傳輪型電弧電 極之-端係位於該傳輸型電弧電極之該端下面。可_該電極之__者或兩者之 中央線通道供入-選用之氣流。該中央線通道可以鑽出或以成型方式形成， 使得氣體通過該非傳輸型電弧電極與該傳輸型電弧電極間所形成之電浆電弧 時可以離子化。该乳體可以提昇該熱產生系統之熱分布。在該電極以一非傳 輸型電弧模態運作時，所產生之該電狀焰之位置可以位在該容器觸大約 中央附近’通常位在該廢棄物進料明心在本侧某些紐中，該電裝火焰 可以進步加以疋位，使得在投入廢棄物料進入該容器纖時，廢棄物料不 34 丄377096 會接觸到該電極，故而防止對電極可能產生之損害。對該傳輸型電弧電極及該 .非傳輸型電弧電極之定位，也可用來在齡器纖巾，產生高熱區。 .[外°玄傳輸型電弧電極及該非傳輸型電弧電極之間距可以手動'手動搖控或 以該電極移動控制系統控制。 林發明某些廢棄魏理纽巾，轉輸型電弧電極及該轉輸型電弧電 極可以在其操作流程中，在不同時間中操•該傳輸型電弧電極可以在該傳輸 型電狐模態下使用’以在該傳輸型m電極與該底部安裝之正電極板間產生一 t電弧，用以在-啟始程序中將該容器24〇2帶到一操作溫度介於大約】，細 C至！ i，4〇GC之間。在某些情形下，該傳輸型電弧模態可以用來炫化該廢棄物 料之無機成分之-部份或全部。在達龍操作溫度之後，可靖廢棄物導入到 系統之中’其後也可以制該傳翻f弧電極處理錢廢棄师、液態廢棄物 4 乂及3有有機及無機混合成分之廢棄物。該傳輸型電弧電極可以向上回 收，而該非傳輸型電弧電極則可水平移進或移出該容器纖，因而可以個別 其位i以因應系統不同操作模態之需要。由於該傳輸型電弧電極與該非 傳輸型電弧電極可以移動，其可分取—隔絕及封閉組成加以包覆道组成可 乂隔、”邑4電極本體’並將該結構元件保持在_預定之溫度棚，且可以降低或 避免對額外冷卻之需求。在本_雜廢棄物處理祕巾，麟輸型電狐電極 及/或赫傳輸型電弧電極可以用手動、手動搖控器及/或以一電極移動控制系 統作再m以麵-個或多個勤m來監控該—個或多個電極之位置及/ 或操作電壓’財不簡作模態下，蚊該植在該容^讀内之位置。 _輸型tM極及/或該轉輸型電弧電極之設置位置，可以根據在特 定操作模態下，兩_電極之間㈣定。賴距的大小可以純選定而使該 35 1377096 電聚火炬之操作電壓實質上保持在一設計大小範圍。該設計大小範圍可以根據 认计上對該容器丨02形狀及/或尺寸，以及（或）該轉換電源供應之考慮而定。 3傳輪型電弧負電極n〇及/或該傳輪型電弧正電極丨12之設置位置可以根據 在特定操作模態下’兩相關電極之間距而定。該間距社小可以加以選定，而 使該電t炬之操作電壓實f上麟在—設計大小範圍 。該設計大小範圍可以根 據5又计上對該容器1〇2形狀、及或尺寸，以及（或）該轉換電源供應之考慮而 疋如果操作電壓越尚，電極間距離可能較大，但該操作電流量越小。可以使 用-電極移動控制系統來調整兩電極間之距離及其位置。在本發明某些系统 φ 中，该間距可以依據由一或以上的電漿電極之電壓輸出信號而調整。如果該電 C降至一最小預設臨界值以下’則該電極移動控制系統將自動增加介於該電漿 電極間之距離’直到該電壓升高到或超過該最小預定臨界值範圍。如果該電壓 上升而起過-最大預定值以上，則該電極移動控制系統將自動縮小介於該電漿 電極間之距離’直到該電麈已經穩定，位在該最大預定臨界值以下。在本發明 若干廢棄物處理系統1〇〇中，其電聚電極之操作功率為1〇〇KW，而兩電極之 間距可以選擇使其位在操作賴介於大約8G至大約12G雌之距I在上述 · 系統中’該最小及最大預定臨界值也可為大約100伏特，而該火炬電極之間距 可為大約10_至大約IGGnrni。該錢產生系統也可以配備—高頻（High F—ency)點火器’可以自動在其實際位置上重建一電弧而不需縮小該電 極間距。 該負電肭K)與該正·η2之間距可以利用一電極移動控制系統加以控 制。該電極也可由操作人員量測而定位’例如根據其與該容器1〇2之中央線之 相對位置而決定。如果電極已經消耗，其中—個或以上電極尚未使用之部分可 36 1377096 •以向容器102移動。當-或以上之電極已經消耗相當數量，可以在距離該容器 · . 中心最遠的電極尾端附上—接替用長度之電極。該接替用長度之電極可以 透過將該電極長度之新段，螺入原有電極之方式，進行替換。 該電極移迪齡統可包括-機械_，以㈣該—衫數f極之移動。 .在本發明某些系統卜該機械系統可包括一尺壤馬達（inch·)及齒輪機 構。該電極移動控制系統也可包括一監督式控制及資料獲取系統（scada系 統）如PEAT國際么司（美國依利諾州諸斯布魯克）所開發及使用之硬體 •及軟料統。該祕可設絲在—電财，以偏_作«統加以執行。 »玄SCADA系統可透過容器内之溫度債測器取得該電弧電壓之量測資料，透過 該馬達與齒輪系統而自動調整該一個或多個電極之位置，以獲得一所需之電弧 電壓或在該容器102内之溫度。另—種方法則是以手動或手動遙控之方式，操 作該馬達及齒輪系統’調整該-或多個電極之位置，以獲得一所需之電狐電壓 或在該容器102内之溫度。在本發明某些廢棄物處理系統中，該電極移動控制 系統可包括安全功能’而可使該電極不能移動。在本發明某些系統中，上述安 ♦全功能包括在有二個或以上之電極互相接觸時，使其不能移動。而在這種情形 下，該移動控制系統可解除該尺4蔓馬達之功能，直到一域以上之電極已 經由操作員之動作，以手動重設其位置為^在其他之纽中，該電極之移動 可包括以物理性儀器執行，例如以限動開關（limitswitch)，導銷/導軌，或以 評估軟體，來防止-個或多個電極移動超過_特定點，無論是移人或移出該容 器 102。 對該容器2〇〇2頂面所排放之氣體溫度，可以透過自動調整該非傳輸型電 弧電極之功率而加以控制。該電極的功率可以根據一排放氣體溫度控制器所產 37 1377096 生之信號加以控制。該控制器之信號係提供到一加熱系統產生器面板。在本發 · 明某些廢棄物處理系統中，該控制信號可以介於大約4微安培Amp)到大 - 約20微安培之間。電漿火炬之控制可以透過一介於該主控制系統與該電漿電 源面板間之介面’加以達成。信號傳送給與電壓及電流有關之火炬電源面板。 · 由該火炬電源面板所提供的電壓信號，為電壓大約〇到大約3〇〇伏特範圍之直 - 流電。使用一轉換器將該信號轉換成大約4到大約20 m Amp之信號。由於電 漿火炬面板所提供的電流可以為介於大約0到大約1，500 Amp之範圍，該電流 信號可以在該電漿火炬面板中，透過所謂「shunt」之方式轉換成為大約〇到 鲁 大約75 m Volts。該大約〇到大約75 m v〇lts之信號其後可以轉換成介於大約 4到大約20mAmp之信號。故由該電漿火炬面板所提供之電壓及電流信號可 以提供該SCADA系統所產生之電焚火炬有關於電壓、電流及功率等資訊，以 作直接交換。該電漿妓之裤可以透過改魏電流供應及該電壓而加以控 制。该電壓為該正電極與該負電極在作用時之距離之函數。該電極之移動可以 從該火炬©板直接手動控制，也可以由該SCADA系統自動控制。 第37A 37C圖表示使用第24_36圖所詳細描述之容器之廢棄物處理系統之 _ 系統圖。在第3M圖中之數字37a、37B、37C標示三圖間之關係。在第37八 圖中’該廢棄物處理系統包括一進料斗，連結到一廢棄物進料系統…第一隔 絕/裝載門絲隔雜進料斗與該廢棄物進料系統，而—第二隔絕/裝載門則用 來隔離該廢棄物進料系統與該電魏，容器。在第37A 中，該電聚爐包括一 傳輸型魏電極及-非傳輸型·電極，均如上述。該賴爐可以_框架及/ 或-手動或自動祕千相系歧心在該電雜巾所產生之龜可以通過〆 或多個流放埠’流放到—爐渣銷、水槽、砂模及/或其他可以接收該爐渣之容 38 !377096

器。在該«爐職生之氣體可以排放到—第二反應腔，再進人氣體潔淨及控 制系統處理。而如第37〇晰不’該氣體潔淨及控制系聽括一文氏管蘇氣 *:填充床賊塔’雜上升機及城塔循環槽。可以使贿氣塔廳機來循 環水或其他職至敎氏管減料/或煙紅昇機。—溢賴可㈣來監控 循環到該缝潔枝㈣纽之水f。可‘冷卻塔來織冷卻水至該蘇氣塔 循環槽。可使用-ω風扇來傳遞淨化及處理氣體至—合成氣體利用系統，在 該系統㈣合成氣體可用來產生能量A如果不使賴合成氣翻耗統，該 合成氣斷可域氧化（絲〇)2，HAN2叫），其对杨續外之氧氣 至該第二反驗。歸在敎氏管_塔_在職絲勒之飾及處理之 後，該ID風扇會將該加熱氧化之氣體送到一暫存處，以備排放。 第圖,.·，員不》亥合器2402之預熱方法流程圖，表示該容器24〇2由未裝廢 棄物料時之冷卻條件預熱之步驟。在步驟3_將該傳輸型電弧電極朝向位在 該容器2402底部之正電極下降，到預定位置後激發電弧。在本發明之某些廢 棄物處理系統中，該電弧可以_歡__發，其綠是在該傳輸型 電弧電極與位在該容器纖底部之正電極，距離為大約_時，加以激發。 可提供一保護電路在該電源供應132，以在因為兩電極直接接觸而發生短路 時二可以«統斷路。該斷路系統可以在該二電極之直接接觸發生而持續長 達—預定時間，例如3秒鐘時，即予侧。該祕激發之後，該傳輸型電弧電 極可予地，卜細電弧操作位置（步驟3叫在本發明之某些廢棄物處 理系統中’該操作位置可為在該下方正電極以上大約25_該傳輸型電弧電 極可以維持在該位置，直到該容.器細在步驟38〇4達到一預定溫度為止。在 本發明某#•廢棄物處理系統中，該溫度可為大約】，〇〇〇t。在步驟屬，該傳 39 1377096 輪型電弧可以朗到該非傳輸型電弧位置，而該非傳輸型電弧電極則移入 在該容器2402 Θ之位置。在本發明之某些廢棄物處理系統中，轉輸型電弧 電_步驟遍之位置可以務高於該固態廢棄物進料口之頂部位置而該非 傳輸型電弧電紐在該容^ 24G2内之端點，驗在該傳輸型電弧電極之下。 在步驟纖點燃-電弧在該傳輸型電_極與該非傳輸型電弧電極之間。在 步驟鳩監控該容器·内之溫度，直到該溫度達到一預定值。該預定溫度 值可為介於大約6〇(丨。C到大約8(xrc間之範圍。在步驟3812，一旦在步驟3㈣ 中之預定溫度已經達到，即開始廢棄物之進料作業。 第39圖表不殘留無機物炫化方法流程圖，該殘留無機物炫化程序可以使 用在該容H 24G2因之前之操作，而含有_殘⑽之情形。該殘留無機物溶 化作業有利於減少該電極之消耗’節省能量消耗鐵使操作時間達到最佳 化在步驟3_ ’先將3亥傳輸型電弧電極向該位於該容器2如2底部之正電極 下降’到達預定點後激發-電弧。該傳輸型電弧電極可在該位置操作，直到在 該容器2402内之溫度達到一預定溫度，例如1，魏。該傳輸型電弧電極之操 作可以此種方賴翁行，直到在該容器織内實f上所有的無機固態殘 留物均已經炫化為止。在步驟·，娜融的固態殘留物可由該容器顺通 過一或多數流放埠加以移除。 第4〇圖表7ft處理無機及有機廢棄物之方法流程圖。在步驟4咖先將無機 有機廢棄物供應到4合器24〇2中。該有機廢棄物可以霧化液態廢棄物之形 態供應。霧化液態廢棄物可以利用一或多數氣體喷霧喷嘴，喷入該容器雇 内。另-種方法是可從已經置於該電狐電極之能量下之固態廢棄物中，抽取有 機廢棄物在^驟4_也可以將無機及/或有機廢棄物透過該廢棄物進料腔及 1377096 為廢棄物進料口 ，而供應到該容器2他。 電極=步驟侧將該廢棄物置於產生在該傳輸型電弧電極與該非傳輸型電弧 八&之電弧能量下’直_有機廢棄物已經氣化且實質上分解成為其元素成 ^ »該有機《物之綠成分可能包括_碳（碳顆粒）、氫氣、氣及/ 在本發明某些廢棄物處理系統中，該氣化有機廢棄物可以置於該加熱 糸統之能量下，維持―預定時間，例如為幼2 q秒。該氣化有機廢棄物可以 在如㈣2内行經-迴旋繼上為迴旋之路徑。此外，除該氣化有機廢 棄物Μ因所供應之能量而分解之外，該氣化有機廢棄物之一部份也可能因為 其迴旋或實質上迴旋之移動而分解。在職化有機廢棄物在該容器雇内移 動之過程巾’該統#贿棄餘子之-部份可能與其減化錢廢棄物及/ 或該容器之侧壁碰撞，也可以造成分解。 在步驟4004可加入氧至該元素成分令，以產生一合成氣體。於步驟條 。玄氧可與叔素成分H卩份結合’形成—氧化碳氣體及，或二氧化碳氣體。 在步驟4008 ’可以將存在該合成氣體内之能量回收，例如以形成蒸氣、 供商業用途之熱水、或細在—制規狀氣㈣擎，以產生魏之方式加以 利用。該合成氣體可以在進入該第二反應腔之前，先予冷卻。該冷卻後之氣體 其後可加以規制，淨化及/或準備供商業利用。 隨著5玄谷器内之温度上升，該容器202之内容物’例如空氣’廢棄物及/ 或粒子’會因一般物理原理而有移動。由於在該容器2〇2内之内容物移動，該 内容物會達到因該容器2402通常為圓筒形或去投頭圓錐形之段落2504之形 狀’而產生之邊界區。該容器24〇2之形狀與該合成氣體排放嘴之位置可以用 來產生一該内容物之亂流/旋流，或實質上之亂流/旋流在該容器2402内。而該 i377〇96 一或以上之電漿電極所在位置也可影響該合成氣體在該容器24〇2内之亂流/ . 旋流或實質上之亂流/旋流。而在該容器2402内之亂流/旋流或實質上之亂流/ .. 旋流可能延長該合成氣體及所夾帶之粗子之部份或實質上全部，能夠存留在該 容器2402内-IL流區域之時間（亦即’停留時間）。此外，該亂流/旋流或實 . 質上之亂流/旋流也可使得該合成氣體及所夾帶之粒子之部份或實質上全部， · 都能夠移動到該容器202之上方腔。 在上述本發明某些廢棄物處理系統中，在該容器内之操作溫度可以在大約 60至大約90分鐘後達到，而該系統之冷卻在以在該加熱系統停機之後自動達 · 成。 表1至表6表示適用在該廢棄物處理系統1〇〇中之例示性操作設計參數。 不過’其他之操作及/或構成也可適用在本發明： 一 ~兩電及耗S -— 系化石油氣或天然氣：約1.5升/小時 --~~—— 電力：大約130 KW，約380至約415伏特，3相 用水：大約12升/分 氫氧化納：大_5至大約讀合而定) · 表1 @¥流之種類 生醫廢棄物：包括傳染性物品、病理相關物品、化療產物 一般及/或工業廢棄物流，例如鼉池及/或電子廢棄物、溶劑及/或; 受汙染之泥土 ~ -— 焚化爐飛灰 表2 42 1377096 大約之處理能力， 有能夠#"11^24小時作業之 固大約U)mx大約2m之滑板上’高點高度大約4 5公尺 操作溫度:介 然冷卻 人員提供部份時間支援） 肖乎各種—之 --- 表3 經濟分析 建置資本▲本可能低於0.08美金A/^Tj^^· 1 桑作職本低至G.29美元/公斤_ 1統利之淨雖，品涵（依現有市場藏 動態及表現判斷） 表4 環境保護 廢氣排放低於 40 CFR part 60, sub part FFFF 及/或 40CFR part6〇Tsub~ partEc (美國環保署規定）之標準 無第二次汙染或副產物產生-全部投人之廢棄物碗 廢棄物料 可以避免業者因為使用廢棄物外包收集、處理及棄置服矛 律責任。（外包業者有管理上之潛在困難。） 大量縮小體積（縮小到小於大約200分之1 )及減輕重量（減輕到輕 於10分之1) 對有機材料可以達成高度破壞及移除效率（DRE)’高達大約 43 1377096 99.99999% 該廢棄物孟理系^所產生之玻璃屋^^非浸出性（non-leaching) 替代性能泰回收功能提供有價值£^能源，大約為200,200 kcal/hr。 表5 玻璃基體（glass matrix)約 5kg/hr 淨化氣體約7501^j/hr ' 排放水約4 m3/日’大約45加命/小時，鹽類含量小於大約20/〇

表6 編號 說明 尺寸 單位重 量（kg) 總重 (kg) 數量 1 下方殼體 4085Lx750Wx8Thk. 193 193 1 2 底蓋 1316 0x8Thk. 86 86 1 3 腔體凸緣 1316ID><1470ODx25Thk. 67 134 2 4 管線 300NBxlOOLxSch40 8 16 2 5 凸緣 316IDx4820Dx25Thk. 25 50 2 6 連接框 75x75x8Thk. 0.35 9 24 7 襯壁 14660Dxl316IDxx3Thk - - 1 8 公母螺絲 M24xl00LG - - 24 9 上方殼艟 4085Lxl360Wx9Thk. 350 350 1 10 頂蓋 1316 0x8Thk. 86 86 1 11 墊板 200x200x8Thk. 3 12 4 12 底板 15〇xl5〇xlOThk. 2 8 4 13 模4 275x15〇xlOThk. 3 12 4 14 模板 26〇xl5〇xlOThk. 2.5 10 4 15 模板 17〇xl5〇xlOThk. 2 16 8

44 1377096

16 ISMB 150 150ΝΒχ10175 LG 15 153 1 17 模板底板 200x200x1OThk. 3.15 13 4 18 固定釘 Μ22χ50 LG - - 16 19 模板 500x500x8Thk. 16 16 1 20 管線 250ΝΒχ200 LG 17 17 1 21 凸緣 260IDx406ODx25Thk. 16.5 16.5 1 22 公母螺絲 Μ22χ75 LG - 20 23 管線. 40ΝΒχ150 LG 0.6 0.6 1 24 凸緣 50IDxl27ODxl7Thk. 1.4 1.4 1 25 公母螺絲 M12x50LG - 4 26 管線 40NBxl75 LG 0.6 1.8 3 27 凸緣 50IDxl27ODxl7Thk. 1.4 5.6 4 28 公母螺絲 M12x50LG - 8 29 管線 350NB x525 LG 29 29 1 30 凸緣 324IDx4830Dx25Thk. 25 25 1 31 公母螺絲 Μ22χ100 LG - - 12 32 管線 400SQx235 LG 24 24 1 33 凸緣 As Shown x25Thk. 37 37 1 34 公母螺絲 M22xl00 LG - 12 35 公母螺絲 M25xl00 LG - 24 36 管線 15O 0x275Thk. 8 8 1 37 凸緣 150IDx279.4ODx25Thk. 9 9 1 38 公母螺絲 M20xl00 LG - 8 39 管線 200 0x25OThk. 2 2 1 40 緣 221.51IDx3430Dx25Thk 12 12 1 表7 45 1377096

編號 說明 尺寸 單位重 量（kg) 總重 (kg) 數量 (ks) 1 下方殼體 1300IDx400Lgx8Thk. 103 103 1 2 錐體 As shown χ 8Thk. 31 31 1 3 錐形環 As shown x 8Thk. 26.5 26.5 1 4 筒狀環 As shown χ 8Thk. 13 13 1 5 外殼 1000ID><990Lgx8Thk. 198 198 1 6 頂蓋 0 1016x8Thk. 51 51 1 7 底蓋 1316IDx8Thk. 85 85 1 8 墊板 500x500x8Thk. 5 5 1 9 墊板 3800Dx270IDx8Thk. 3.5 3.5 1 10 墊板 75x75x8Thk. 0.35 0.7 2 11 連接框 15〇xl5〇xlOThk. 0.35 9 24 12 底板 26〇xl5〇xlOThk. 2 8 4 13 板 275x15〇xlOThk. 3 12 4 14 板 26〇xl5〇xlOThk. 3 10 4 15 板 As shown χ lOThk. 6.25 50 8 16 ISMB 150 150NBxl0175LG 15 153 1 17 管線 40NBx300LG 1.25 5 4 18 底板 200x200x1OThk. 3.15 13 4 19 主凸緣 14660Dxl316IDx25Thk. 6416 128 2 20 襯壁 14660Dxl316IDx3Thk. - 1 21 公母螺絲 M24xl00LG - - 24 22 固定釘 M22x50LG - 16 23 外殼 40NBxll300IDxlOOLgx8 Thk. 26 26 1 24 管線 250NBx200 LG 12 12 1 46 丄377096

260IDx406ODx25Thk. M2〇x75LG 40ΝΒχ150 LG 50IDxl27ODxl7Thk. M12x50 LG 40NBxl75 LG 50IDxl27ODxl7Thk. M12x50LG 300NBx320 LG 324IDx4830Dx25Thk. Μ22χ100 LG 400SQx235LG As shown x 25Thk. Μ20χ100 LG 250IDx200LGx8Thk. 260IDx406LGx25Thk. M25xl00LG 16.5 16.5 1 12

0.6 1.8 1.4 4

25 25

12 24 37 12 16 24 37 16 12 16 12 表8 本發明已經透過各種實施例加以說明。對習於斯藝之人士而言，當可在不 脫離本發明細之下，作出更多實關及實現方法。此外，軸在專利說明書 及/或圖式中顯示各種尺寸，但該尺寸鶴例示崎^在本發明之範圍内，仍 可以較大或較小之尺寸，加以達成i此，本發明_細下申請專利範圍所 記載’以及與其相當之範圍外，均不得加以限制。 【圖式簡單說明】 本發明經由參閱以下圖式及詳細說暖，將可更易理解。0中所示之元件 1377096 方式表現。 未必為其真正之尺寸與比例，因在介紹本發明之原理時必須以強調 此外’在圖中相似的編號將在各圖中代表相對應之元件。 第1圖表示一廢棄物處理系統之系統圖。 第2圖表示-廢棄物處理系統之—容器之部份示意圖。 第3圖表示-廢棄物處理系統之—容器之第二部份示意圖。 第4圖表示-廢棄物處理系統之―容器之第三部份示意圖。 第5圖表示-廢棄物處理系統之—容器之第四部份示意圖。

第6圖表示-廢棄物處理系統之—容器之_部份之詳細示意圖。

第7圖表示-廢棄物處理系統之—容器_部份之第二詳細示意圖。 第8圖表示-廢棄物處理系統之—容器—部份之第三詳細示意圖。 第9圖表示-廢棄物處理系統之—容器—部份之第轉細示意圖。 第H)圖表示-廢棄物處理系統之一容器一部份之第五詳細示意圖。 第U圖表示-廢棄物處理系統之—容器_雜之第六料示意圖。 第12圖表示-廢棄物處理系統之—容器_部份之第七詳細示意圖。 第13圖表示-廢棄物處理系統之—容器—部份之第八詳細示意圖。 第Μ圖表示-廢棄物處理系統之部份之第九詳細示意圖。 第圖表卜廢棄物處理系統之—容器—部份之第十詳細示意圖。 第！6圖表示-廢棄物處理系統之一容器之第五部份示意圓。 第17圖表示-廢棄物處理纽之—容器之第六部份示意圖。 第18圖表示—廢棄物處理系統之—容器之第七部份示意圖。 第19圖表卜廢棄物處理系統之-容器之第人邹份示意圖。 第20A-2GC圖表示-廢棄物處理系統之系統圖。 48 第21圖為-廢棄物處理系統之—容器之預熱方法流程圖。 . 帛22圖為—廢棄滅理系統之有機殘留物_方法流程圖。 . 帛23 ®表卜赫物處理系統之廢棄物處理村流程圖。 . m表卜絲麟理純之_#舰”之部份示意圖。 -第25 _卜廢棄域理祕之—替代性雜之第二部份示意圖β 第26圖表示-廢棄物處理系統之一替代性容器之第三部份示意圖。 第27圖表示-廢棄物處理系統之一替代性容器之第四部份示意圖。 • 第28圖表示一廢棄物處理系統之一替代性容器-部份之詳細示意圖。 第29圖表示-廢棄物處理系統之一替代性容器_部份之第二詳細示意 圖。 第30圖表卜廢棄物纽系統之_替代性抑_部份之第三詳細示意 圖。 第圖表―廢棄物處理线之-钱性轉_部份之細詳細示意 圖。 ^ 第％圖表卜廢棄物處理系統之—錢性容[部份之第五詳細示意 圖。 第33圖表示-廢棄物處理系統之一替代性容器_部份之第六詳細示意 圖。 第34圖表示-廢棄物處理系統之_替代性容器一部份之第七詳細示意 圖。 第35圖表不-廢棄物處理系統之一替代性容器一部份之第八詳細示意 49 1377096 第36圖表示-廢棄物處理系統之一替代性容器之第五部份示意圖。 第37A圓-37C圖表示一廢棄物處理系統之替代性系統圖。 第38圖表示-廢棄物——替代性容器之職方法流程圖。 第39圖表卜廢棄物處_統之有機殘留鱗代,_融方法流程圖 第4〇圖表示一廢棄物處理系統之替代性廢棄物處理方法苄程圖 【主要元件符號說明】 他 。 100 廢棄物處理系統 102 處理腔或容器 」04 進料系統 106 第一隔離門 108 第二隔離門 110 電極 112 電極 116 第二反應腔 118 氣體潔淨及控制系統 120 高壓文氏管系統 122 填充床滌氣塔 124 備用循環水塔 126 壓縮機 128 再循環水源 130 務氣塔循環水系统 132 電源供應 202 容器 204 氧氣投入噴嘴 206 氣體出口 208 監視埠 210 流放埠 212 溫度埠 214 電極插入點 1377096 » m 216 喷嘴 218 液態廢棄物噴嘴 220 廢棄物進料口 224. 緊急排放口 212 溫度計 222 頂部裝置電極插入點 244 氧氣投入噴嘴 302 . 裝載架 ' 1602 Hysil Block 1604 Insulyte 7 1606 Whyte-A 1608 碳酸矽磚 1610 通道 1702 鑄造材料層 2002 容器 2402 第二容器 2406 溫度計探針 2408 開口 2410 開口 2414 廢棄物入口 2416 檢查窗 2418 廢棄物進料喷嘴 2500 下方腔 2502 上方腔 2504 段落 2408 開口 2418 溶劑廢棄物進料喷嘴 2432 . 流放口 . 51

Claims (1)

1377096 七 、申請專利範圍 民國1。1年Ί月日修正頁 1. 一種廢棄物處理系統，包括： 一容器、該容器具有一開放空間，用以接收廢棄物料： 至少二電聚電極，各自延伸入該容器；及 電極移動控制系統，^置成可自動沿不同軸移動該至少二電I電極的第 電漿電極及第—電漿電極，使兩者間形成—距離，以在該容器的開放空 間中維持貫質上m定的溫度，用以提供—裂解程序以處理該廢棄物料。 2. 如申請專利酬第1項之廢棄物處理魏，另包括-廢棄物進料系統，輕 接至該容器。 3_如申請專利範圍第2項之廢棄物處理系統，其中該廢棄物進料系统包括一 固態廢棄物進料系統。 4·如申明專利補第2項之廢棄物處理系統，其中該廢棄物 液態廢棄物進料系統。 括 5.如申請專利朗第丨項之廢棄物處理祕，其巾該至少二電漿電極之 係穿過該容器頂部而設置。 6·如申請專利範_項之廢棄物處理系統，其中該至少二 係穿過該容器側邊而設置。 ，之者 7·如申請專利範圍第i項之廢棄物處理系統，另包括—第二腔，在盆 “所產出之合成氣體轉變成氮、氧、二氧化碳或核氣。 “ 8·如申請專利範_⑺之廢棄物處理魏，其巾 置成在該第-及該第二«電極=動更没 圍時，調整該第-及該第二電觀極之間距。。駄叫值範 9·如申請專纖_8項之廢棄物處理系統，其中該第—及驾 之間距包括約10毫米(祕酬ers)到約75毫米的範圍。 水電 52 1377096 曰修正頁 民國(。(年7月q π·2請專纖圍第〗項之廢棄物處理系統，其中該第 發熱，以分解該廢棄物之有機分子成為元素成分。 水-电極 請專利範圍第丨項之廢棄物處理系統，其中該 發熱，以熔化該廢棄物之無機成分。 夂/弟一电水电極 I3.如申請專利細帛i項之絲 墨。 ％料6亥至少二電漿電極包括石 M·如f請專利範圍第i項之廢棄物處理系統，其中 … 置成可獨立移動該第-及該第二電衆電極。更裁 15.-種在-廢棄物處理容器_處理廢棄物之方法，包括： 自動將-第-電漿電極沿—第—方向軸定位於—録. 自動將-第二電漿電極定位於該廢棄物處理容器^内， 建立-連結該第-電聚電極與該第二電聚電極間之電弧.及 ::=^=痛㈣輪__，以在該容器内 =，=一電漿電極與該第二電漿電極是以—電極移動控制系統定位及 玄電極移動控制系統設置成可沿不同軸移動該第一電聚電極及第二 电乘電極。

16’如申請專利範圍第I5項之廢棄物處理方法，另包括 棄物處理容器之步驟^ ' 一導入廢棄物進入該廢 17.如申請專利範圍第丨6項之廢棄物處理方法，其中，改變在該第—電衆電極 與該第二電魏極間之-間距，以在該容器内產生_實質上固定之溫度之 ,k匕括.於5亥第一及該第一電聚電極間之一操作電壓下降至低於—預定 臨界值時，增大該間距。 18·如申請專利範圍第丨6項之廢棄物處理方法，其中，改變在該第—電毁電極 與該第二電漿電極間之一間距，以在該容器内產生一實質上固定之溫度之 步驟包括：於該第一及該第二電漿電極間之一操作電壓上升至高於—預定 53 1377096 民國M年]月）r)曰修正頁 臨界值時，縮小該間距° 19.如申請專利範圍第17項之廢棄物處理方法，另包括分解該廢棄物之有機分 子成為元素成分，以及將該元素成分至少一部份再形成一碳基氣體之步驟。 2〇.申請專利範圍第π項之廢棄物處理方法，另包括將該廢棄物之無機成分炫 化成為一玻璃化基體之步驟。 21·如申請專利範圍第I9項之廢棄物處理方法，其中分解該廢棄物之有機分子 成為元素成分之步驟包括將該廢棄物之有機分子置於一該第一電漿電:及 該第二電衆電極所產生之電毁場中之一低氧環境下之步驟。 ％及 C 22.如申請專概_ U項之錢物歧方法，另包括在 極及該第二電«極間發生短路時，斷絕供至 第一電裝電 驟。 电眾電極之電源之步 C

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