TWI429487B - 廢棄物處理裝置 - Google Patents

Description

廢棄物處理裝置 優先權主張

本案之美國對應案(第12/826,165號申請案，2010年6月29日申請)主張美國專利申請案第61/270,309號(申請日：2009年7月6日)及第61/270,358號(申請日：2009年7月6日)臨時申請案(provisional application)之優先權。兩者之內容均可供本案參考。本案則主張上述三件美國專利申請案之優先權。

本發明是關於廢棄物之處理，特別是關於對有害及非有害材料經控制的加熱破壞。

廢棄材料可能以固態、半固態或液態型態存在，且可能包括有機及/或無機材料。過去有些固態廢棄材料曾經作為填土拋棄。不過公眾抗議及法令規定則限制某些填土處理。其他的固態廢棄物及某些液態廢棄材料，過去也曾經以燃燒及/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。兩種副產物均需再作處理。此外，某些燃燒及/或焚化處理系統的缺點在於無法在整個廢棄材料處理過程中維持足夠的高溫。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。而在另外的系統中，造成處理溫度較低之原因出在其中可燃物質與不可燃物質的數量變化，及/或在焚化爐內之溼氣。上述較低之處理溫度，加上其他因素，例如需要供應超量的空氣及輔助化石性燃料，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。

本發明揭示一種廢棄物處理系統，利用供應能量而處理廢棄物。該系統包括一容器，容器具有一開口。一廢棄物進料系統將有機及/或無機廢棄物引進該容器開放空間。在該容器裝置內的底部上方有一對或多對電漿電極。電極產生能量使容器內開放空間增溫，熔化無機廢棄物並使有機廢棄物氣化且分解為元素成分。這些元素成分可轉化為合成氣體，並可經控制、清淨而回收成非有害產物。

本發明其他系統、方法、特徵及優點，將可在此行業人士閱讀以下圖式及詳細說明後，更形清楚。所述之其他系統、方法、特徵及優點均應包括在本專利說明書中，涵括在本發明之範圍內，並受以下之申請專利範圍所保護。

本發明揭示一種廢棄物處理系統，透過供應能量而處理廢棄物。本發明之系統可以接受並處理無機/有機固態廢棄物、半固態廢物、泥漿/柏油狀廢棄物、及/或液態廢棄物。第1圖為一廢棄物處理系統之流程圖。於第1圖中，將廢棄物100饋入廢棄物處理系統102。廢棄物處理系統102在缺氧環境中加熱(例如熱分解、氣化)，分解成有機廢棄物的構成分子。可視廢棄物之成分不同，而將控制於一定量的氧氣加至分解後分子，而將廢棄物之分解所得成分物轉化為合成氣體(Syngas)104。合成氣體可由一氧化碳及氫氣組成其實質，但也可以包含其他成分。合成氣體可用於多種用途：可作為產生熱能及/或電能之燃料、產生液體燃料(如乙醇)的原料，或作為自然氣體補償物110。

廢棄物之無機成分熔化或玻璃化成為對環境無害的玻璃化產物106及/或熔解金屬108。玻璃化產物106及熔解金屬(molten metal)108可從一可控制的收集系統自廢棄物處理系統102中移除。所得的玻璃化產物106可回收作為混凝土骨料、路基/填土工程、輪胎或其他應用112。所得的熔解金屬108可回收作為金屬合金的一部、鹽酸/硫化鈉溶劑，或作為其他應用114之一部分。

廢棄物處理系統102可包括一對或多對電漿電極，位於處理容器內底部熔渣留存區上方之電極固定裝置內，以處理廢棄物。廢棄物處理系統之結構及處理容器內所產生氣體的方式，可依所需之廢棄物處理方式及系統大小而定。

第2圖表示一廢棄物處理系統之方塊圖。廢棄物處理系統200可包括一處理腔或容器210，具有一開放空間，在其中可處理廢棄物。該容器210可耦接至一廢棄物進料系統202。廢棄物進料系統202可包括一固態廢棄物進料系統204及/或一液態廢棄物進料系統206。在本發明某些系統200中，固態廢棄物進料系統204可以包括壓縮型及/或非壓縮型的進料系統。壓縮型進料系統可以包括機械或水壓操作的螺旋進料器。螺旋進料器可利用撕裂、碾碎或壓縮等方式，以在容器210中處理固態廢棄物及/或半固態廢棄物。一熱交換系統可耦接至水壓操作的螺旋進料器，加熱或冷卻用於維持水壓螺旋進料器操作的潤滑液。非壓縮型進料系統可以為一重力進料系統。該重力進料系統可包括一連接至容器210的進料腔或進料管，可使用於不可撕裂、碾碎或壓縮的廢棄物。此外，壓縮型或非壓縮型的進料系統可用於饋入粉狀廢棄物至容器210。

該壓縮型進料系統可包括一位於進料腔，朝向一傾斜角度。在本發明某些系統200中，該傾斜角度可在從水平算起大約10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，但需傾斜到一點，而使得重力可幫助廢棄物及浸入廢棄物包裝或從中洩出的液體從進料腔進入容器210。

在第2圖中，顯示固態廢棄物進料系統(例如：壓縮型及/或非壓縮型進料系統)以一隔離門系統208自容器210隔離。該隔離門系統208可包括2個可伸縮隔離門，分別用於所示的各進料系統。第一隔離門可位於接近一進料斗處，用以將廢棄物料饋入該固態廢棄物進料系統204之進料腔。第二隔離門之位置接近該容器210，而用以將該廢棄物料饋入該容器210。該固態廢棄物進料系統204可由該廢棄物處理系統電腦加以控制，使得一次只能開放一個隔離門。在本發明某些系統中，可用一偵測器監控該廢棄物料導入該固態廢棄物進料系統204之裝載數量。在第一隔離門關閉之後，可由一個或多個開口及/或噴嘴將氮氣送入進料腔。氮氣可用以對該進料腔加壓，以實質上減少及/或防止空氣與該廢棄物料一起進入該容器210，並實質上防止可燃合成氣體(例如在該容器210內處理廢棄物而產生之氣體；可稱為「Syngas」)由該容器210中回流之可能性。在本發明某些系統中，一氮氣系統240可提供氮氣至固態廢棄物進料系統204、容器210及/或其他下游元件。氮氣可做為一氮氣「傾卸」(dump)，在系統發生任何緊急停機時，傾卸至該進料腔中，作為一種安全措施，以防止可燃氣體回流。另一種作法，也可以將該緊急氮氣傾卸導入到容器210中。在本發明某些系統200中，氮氣系統的氣體流量可為約150 Nm³ /hr。在其他較小的系統中，氮氣系統240的氣體流量可為約25 Nm³ /hr至50 Nm³ /hr。

為減少及/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質，消毒系統242可以從一開口將一消毒劑導入固態廢棄物進料腔中。在本發明某些系統中，該開口即為該進料斗，該進料斗接收將進入但尚未進入進料腔的廢棄物。所導入至該進料腔之消毒劑用來消毒該進料腔，而多餘的溶劑可以排入該容器210中，作為廢棄物處理。而在另本發明一系統中，該消毒劑則可以噴嘴導入。該噴嘴可位於沿該進料腔之一進料路線中。

廢棄物處理系統為多功能而能處理各種廢棄物。在本發明某些例子中，固態廢棄物進料系統204可令容器210處理廢棄物料包括：都市固態廢棄物、含多氯聯苯(PCB)有害材料、渣料廢棄物、辦公室廢棄物、餐廳廢棄物、廢棄建材(例如木屑、油、潤滑油、廢燈具、庭院廢棄物、廢水污泥等)、農藥廢棄物、醫藥廢棄物、飛灰及底灰、工業及實驗室溶劑、有機及無機化學品、殺蟲劑、有機氯化物、熱電池、用過電池、以及軍事廢棄物、包括武器零件。依據系統的設計，固態廢棄物進料系統204每個隔離門間的空間可為約600mm。在這個結構下，固態廢棄物進料系統204可處理到長度約400mm的廢棄物。超過此長度的廢棄物可於廢棄物處理系統處理前，當場或於他處預先處理。在其他的系統中，該空間的大小及可處理的廢棄物長度可與上述不同。

一液態廢棄物(例如溶劑廢棄物)進料系統可提供液態廢棄物至容器210，例如2003年9月27日申請之美國專利申請案10/673,078號，於2005年3月31日經美國專利公開案第2005/0070751號公開，現已放棄之公開說明書中所述之液體進料系統，可為本案參考。溶劑廢棄物可以為可汲取廢棄物，由儲存箱、儲存槽及/或保存池中汲取出。某些液態廢棄材料可由一進料腔，例如與上述一固態廢棄物進料系統204類似的進料腔，進入容器210。另一種作法，可將液態廢棄物直接由一個或多個環繞於容器210的一部份噴嘴注入容器210。液態廢棄物進料系統206可以通過該一或多個噴嘴，自一或多個廢棄物供應源，將液態廢棄物饋入容器210。其方式可為輪流饋入、依序饋入、或實質上同時饋入。用以將液態廢棄物導入容器210的噴嘴可以是水冷式噴霧噴嘴。在某些廢棄物處理系統200中，由多數溶劑廢棄物進料噴嘴所饋入之廢棄物可能包括不同型態之廢棄物。例如，由一製程所產生之溶劑廢棄物可由一噴嘴導入，而由另一不同製程所產生，含不同組成之溶劑廢棄物，則可由另一噴嘴導入。該溶劑廢棄物進料之噴嘴使用數量，以及其使用之方法，都可依據設計及/或應用上之需要而不同。

該溶劑廢棄物進料噴嘴之部份或全部，可以設成可實質上使該溶劑廢棄物之表面積成為最大之方式。在某些設計中，上述目的可以透過產生實質上之微液滴之方式達成。藉由將微液滴的表面積實質地最大化，容器210中的能量可以較高速率傳遞至微液滴，其效率實質上大於液滴之表面積較小之其他系統。將該溶劑廢棄物液滴之表面積增至最大之技術，可以透過在該噴嘴內部，將該溶劑廢棄物與壓縮空氣混合之方式達成。在某些系統中，液態廢棄物可以1,000 kg/hr的速率饋入容器中。在其他系統中，液態廢棄物可以250 kg/hr的速率饋入容器中。

固態廢棄物及液態廢棄物可以分別或實質上同時處理。如需分別處理廢棄物，則需將固態廢棄物與該液態廢棄物分別導入該容器210中。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該容器210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102內。在實質上同時處理該固態廢棄物及液態廢棄物時，可將液態廢棄物導入該固態廢棄物進料系統204，以產生一均質之固態廢棄物及液態廢棄物組成物。另一種作法則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210，該固態廢棄物是經由該固態廢棄物進料系統204同時導入該容器210中。該廢棄物處理系統200可以處理等量或非等量之固態廢棄物及液態廢棄物。

廢棄物進料至容器210所需之速率係依數種因素決定，包括該廢棄物之性質，由一加熱系統所能供應之能量與完成一分子分解(molecular dissociation)、裂解、氣化及熔融處理所需之能量之比例，所能產生之合成氣體之量與一氣體潔淨化及控制系統設計上之產能之比例，及/或在該容器210內之溫度及/或氧氣條件。其進料率於初始期可以依據一處理該特定型態廢棄物所需能量之估計量，計算得到，或根據所需產生之合成氣體數量與該電漿反應爐之實際尺寸所產生之限制(例如：保持停留在該電漿反應爐中，以達到所需之留存時間)之比例，加以計算，或者根據該進料系統設計上之工作能力相關之限制，加以計算。

饋入容器210內開放空間的廢棄物可以一加熱系統處理。該加熱系統可置於容器210內部。該加熱系統可包括一電極槽組(electrode holding assembly)。該電極槽組可位於容器210的底部，使火炬電極可抬升而高於容器210底部，並高於容器210底部可能形成的爐渣池。該電極槽組可以絕緣材料構成，以協助電極槽組內產生的熱能傳遞至容器210的開放空間。

該電極槽組內可以裝置一對或多對石墨電極。在本發明某些系統中，電極槽組可以儲藏三對石墨電極。在該等系統中，每對電極可以包括一正極及一負極，而於兩者間傳送一電弧。每組電極所產生的能量可以為約400千瓦。在較小的系統中，電極槽組內可以裝置一對石墨電極。在該等系統中，每對電極可以包括一正極及一負極，而於兩者間傳送一電弧，以產生約400千瓦的能量。

廢棄物中的無機成分可以於容器210中玻璃化或熔化。玻璃化或熔化的無機成分可以依照流放程序，經由流放口(tapping ports)212自容器210排出。於無流放操作時，以水冷式閥塞將流放口212關閉。要開始流放程序時，可從流放口212移除閥塞，讓熔化、玻璃化的混合物經由流放口212，從容器210流出至一收集系統214。為協助移除熔化、玻璃化的混合物，可以於容器210上、每個流放口212附近裝置一非移轉型、水冷式直流電漿火炬244。該電漿火炬244之設置可使電漿火炬244的尾端前進到容器210的開口。可將電漿火炬244的電漿火焰引導至容器210底部，靠近流放口212附近處。電漿火炬可以為電腦控制，並定時性的操作，以維持熔化、玻璃化物質的流動性。

在本發明某些系統200中，每個流放口電漿火炬244可提供約15千瓦的能量。每個流放口電漿火炬244可設成與容器210之器壁形成一傾斜角度，並穿過該耐火材料。可以一水冷式金屬包覆，容納該流放口電漿火炬的複數電極。流放口電漿火炬所使用的冷卻水，可從一位於該系統下游的絕緣柵雙極型電晶體(insulated gate bipolar transistor－IGBT)電源冷卻系統供應。在本發明某些系統中，該流放口電漿火炬可使用氮氣作為其火炬氣體。

收集系統214可以包括一持續焠火系統，承接自流放口212流出的熔化、玻璃化物質。排至外部的熔化、玻璃化物質所冒出的少量蒸汽可以由活性碳床加以收集。該收集系統214也可以包括承接熔化、玻璃化物質的承接桶。一旦裝滿，該承接桶可放進一焠火槽。可以使用地板起重機、高架起重機、叉架起貨機及/或其他起重設備，來處理裝滿熔融物質的承接桶。把冷卻後的承接桶移除，而後移除冷卻後的玻璃化物質，如有必要可以回收再利用。當收集系統214的活性碳床衰竭時，該衰竭的碳床可經由容器210回收。

在本發明某些系統200中，可以持續地或大致持續地監控容器210中的溫度及/或壓力，以確保容器210中的負壓維持在一預定範圍內。可以經由一個或多個置於容器210周圍的監視埠，監視容器210內的溫度及/或壓力，也可包括使用一個或多個連接至電腦化控制系統的感測器。在某些容器210中，預定負壓範圍約在-5mm水柱至-10mm水柱間。

可以在至少兩個位置測量容器210內的溫度。一個位置可以在容器210的高處部位，第二位置可以在容器210的低處部位。在尚未饋入廢棄物前，先運轉電極，直到容器210達到約攝氏1000度的最低溫度為止。此種方式可幫助確保有機廢棄物適當的分解、裂解、氣化。開始進料操作之後，容器210的溫度將升高至一範圍，約攝氏1000度至1200度之間。容器210內的溫度於操作中可持續升高，並達到約攝氏1500度，這時開始玻璃化或熔化操作。

該加熱系統可以是電熱效率大於約75%的裝置，且不需由外界額外提供加壓的負載氣體。該系統可以供應自身的氣流，約每分鐘每電極組5公升氣體。該小氣流可同時改善容器210內部的熱能分布。該電極電弧是以一絕緣閘雙極電晶體(IGBT)電源供應器來供應。該絕緣閘雙極電晶體電源供應可利用一輸入電流。該輸入電流比矽可控整流器系統低約30%。該IGBT電源供應可達成之效果包括：功率因數(power factor)範圍在0.97左右，低諧波失真(harmonic distortion)、高電弧穩定性，及/或一面積較小之控制面板。

由於容器210內的低氧環境，容器210所接收的廢棄物可能經歷分子分解(molecular dissociation)及熱裂解(pyrolysis)程序。熱裂解是一種在低氧環境中操作強烈熱能而將物質分解成分子的程序，而與焚化、燃燒方式不同。在熱裂解程序期間，是以加熱系統加熱廢棄物。經加熱的有機廢棄物可被處理直到分解成元素成分，如固態碳(碳顆粒)及氫氣。如廢棄物內含碳氫化合物衍生物，也可能釋放出氧、氮及鹵素(如氯)。在熱裂解及/或部分氧化程序後，將產生合成氣體，包含一氧化碳、氫、二氧化碳、水蒸氣、甲烷及/或氮。

在一般情形下，分解後之氧及氯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。然而，該等化合物一般不生成於處於高溫狀態下的容器210中。在此種環境中，只有有限種類的簡單化合物能維持安定。最常見而能安定存在的上述簡單化合物包括：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－鹵素化合物氣體之代表性化合物，當氯或其他鹵素存在時)。

存在該廢棄物料內之氧含量，可能不足以將所有存在該廢棄物料內之碳轉變成一氧化碳氣體。而存在於該廢棄物料內之濕氣，則可能從該容器210中的高溫環境中吸取能量(即透過所謂水氣轉化(steam-shift)反應)，並形成一氧化碳及氫氣。如果在該廢棄物蒸氣中所存在之氧或溼氣含量不足，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蒸氣中，而由該容器210排出。

為使固態碳轉變成一氧化碳氣體之數量能夠提高，可以導入一額外的氧化劑至該容器210。該額外的氧化劑可導入至容器210的一第一反應器腔及/或容器210的第二反應器腔(如有)。該廢棄物處理系統200可包括一氧化劑供應系統216，將足夠數量的氧化劑投入該容器210內，促使該容器210內一部分或主要部分的碳或碳顆粒轉變為一氧化碳。在本發明某些系統中，該氧化劑供應系統216可以為一壓力振盪式氧氣產生機(pressure swing absorption system)系統。該壓力振盪式氧氣產生機系統可以包含一螺杆式空氣壓縮機、分子篩柱、數個儲存槽以及一本地控制板。在本發明某些系統中，該壓力振盪式氧氣產生機系統可能提供約100Nm³ /hr至約400Nm³ /hr的氣體。在其他比較小的系統中，該壓力振盪式氧氣產生機系統可能提供約100Nm³ /hr的氣體。該氧化劑供應系統216也可以包括數個氧氣長管，用來將額外的氧氣投入該容器210。該數個氧氣長管可以裝置在容器210上，並可將純度在90%至93%範圍的氧，投入到該容器210內。可以在一或數個處所將預定數量之氧化劑投入該容器210之內。

投入到該容器210的氧化劑可以將一部分或主要部分存在於廢棄物中的碳，或在容器210內因分解產生的自由碳，轉變成一氧化碳。因為純碳在高操作溫度時活性較一氧化碳高，額外的氧氣可以與碳反應而形成一氧化碳，卻不會與一氧化碳反應，而生成二氧化碳(假設未加入過量的氧化劑)。

合成氣體離開容器210時可能通過輸送管/管路，並以一氣體冷卻器及噴霧乾燥系統218處理。該合成氣體在進入該氣體冷卻器及噴霧乾燥系統218時可能為高溫氣體。在本發明某些廢棄物處理系統200中，此高溫可以介於約攝氏1,000度及約攝氏1,200度之間。然而，在其他系統中，該溫度可以較高或較低。該噴霧乾燥系統可以包括一液體循環塔及/或冷卻水塔排放水(該排放水可不釋出而回收至該容器210)所提供之流體，該流體可為流量約為1,400 kg/hr的液態水廢棄物，而可利用小量壓縮氮形成噴霧。在其他較小的系統中，可由噴霧乾燥系統以約350kg/hr的流量提供液態水廢棄物。

回收廢棄水將合成氣體溫度冷卻至攝氏約220度。將包含在合成氣體中，較重的固體收集於氣體冷卻器及噴霧乾燥系統218底部。收集較重固體的工作可由一轉動鎖氣閥來達成。舉例來說，固體材料可藉由一轉動閥構件移除，並且可於稍後透過一滑動柵落入一容積約為1立方公尺的儲料斗。在某些例子中，可以視待處理的廢棄物型態不同，注入碳酸鈉或石灰溶液至氣體流中，以協助降低合成氣體中的酸性成分，從而降低下游研磨後清洗機(polish scrubber)的負擔。

可以在該儲料斗中增加一固體探測器，將偵測所得資料傳輸回一電腦化廢棄物處理電腦，由電腦指示何時應清空儲料斗。於清空儲料斗時，可以將氣體冷卻器中的滑動柵關閉、開啟儲料斗的滑動柵，而將內含物清空至一收集車。該收集車的內容物可於稍後再清空至收集袋或收集筒中儲藏，並可以透過固態廢棄物進料系統204的處理而將之回收。可在該收集車底部提供一承載感測器，該承載感測器可偵測從該氣體冷卻器與噴霧乾燥系統218所收集到的固態廢棄物之量。該承載感測器可藉由一有線或無線系統，將所蒐集到的資料傳輸至廢棄物處理電腦。

在本發明某些系統200，氣體冷卻器使用水可由一具有一複置自動式待命幫浦之儲存槽系統提供。該氣體冷卻器儲存槽系統可以具備約1,000公升的容量。可以提供一緊急未加工水源，使用於不正常操作的狀況(例如，現場電力暫停)。該氣體冷卻器及噴霧乾燥系統218也可以利用從附近的客戶既存設施所產生的液態水無機廢棄物，從而提供潛在附加利益於附近公司，降低因客戶操作其他設備所釋出的液態廢棄物數量。

經氣體冷卻器及噴霧乾燥系統218冷卻的合成氣體，稍後流至一活性碳注入及混合系統220。該系統220由一具有1立方公尺容積之儲料斗、一活性碳進料器以及一袋濾室所構成。可藉由一可變速螺旋運輸機，測量並供給預定數量的粉狀活性碳。該粉狀活性碳的預定數量視廢棄物的構成成分而定，但本發明某些系統是以氣流重量約0.2%作為預定數量。傳輸機的輸送速度應視活性碳如何注入該系統而定。該粉化活性碳可注入系統220的管路，靠近該氣體冷卻器及噴霧乾燥系統218的出口位置，以爭取合成氣體在注入活性碳之後、進入袋濾室之前，有更多的反應時間。

在操作廢棄物處理系統200期間，有必要補充混合系統220中的碳量。該等補充可藉由將內含活性碳的補充袋，加至混合系統220上的傾卸站的方式達成。混合系統220上的一傾卸站柵門可以打開，該傾卸站柵門下方可以有一篩孔板。將內含活性碳的補充袋置於篩孔板上後，可由操作員將該補充袋打開，將補充袋的內容物清空並倒入儲料斗。可以一直加入活性碳，直到感測器偵測到儲料斗已經加滿為止。一旦儲料斗達到一充分加滿位準，即將傾卸站的柵門關閉，並開始氮氣吹淨。氮氣吹淨完成後，混合系統進料器可以開始將碳饋入管路。

該合成氣體及粉狀活性碳進入一袋濾室(例如：織品過濾器)。該合成氣體，包括顆粒及酸性氣體成分，吹到數個分流板，使氣體大體但非一致地分送至袋濾室，並使較重的顆粒落入一儲料斗。該合成氣體隨後可以繼續向上流進一袋模組。當未去雜質的合成氣體從袋濾室中的濾袋外部，經過濾袋媒介而流進濾袋內部的同時，即可將其中的顆粒濾除。

為了維持一適當壓力降，可以流經濾袋的脈衝氮氣清潔袋濾室的濾袋。該脈衝氣體傳遞一高壓氮氣瞬間脈衝，穿過內部濾袋的表面。該脈衝氮氣擴張濾袋，並將任何濾袋內部的灰塵塊逐出。該灰塵塊可落下至該袋濾室儲物斗，並進一步從儲料斗收集後，回收至容器210。可以逐排清潔的方式清潔袋濾室中的過濾器，從而，清潔中只有一小部分的過濾用氣體因清潔而中斷供應。逐排清潔可達成持續的過濾，而不用將任何過濾袋組脫機。氮氣脈衝的頻率及持續期間可以為預設或由操作員調整。

該袋濾室可以包含鐵氟龍線製成的濾袋及不鏽鋼304濾袋籠。該袋濾室可以包括數個備用袋濾室。該數個備用袋濾室包含共用的合成氣體入口及出口導管與分別的數個氮氣脈衝，以及備用的數個溫度及壓力感測器及隔絕閘。

該合成氣體於清除顆粒後，流進一滌氣機系統224。於第2圖中，滌氣機系統224是用來回收鹽酸及硫化钠溶液。該等裝備可以使用於含有較高硫磺含量的廢棄物原料系統的處理，及/或地方法令禁止排放滌氣機產物中，硫化钠鹽含量超過約2%至約3%的處理。

該合成氣體在除去顆粒後，由鹽酸滌氣機226接收。該鹽酸滌氣機226可以由一低壓文氏管，該低壓文氏管的外殼側可以軟鋼構成，並具備一橡膠及瓷磚內層，以降低酸性環境所致的腐蝕。鹽酸滌氣機226中，該合成氣體被導入一填充塔，該填充塔包括一底部固定區域。可將該合成氣體以文氏管冷卻至大約攝氏75度。將鹽酸導進一循環低濃度氣流。因為該氣體冷卻並吸附鹽酸氣體的緣故，鹽酸滌氣機226內將產生熱能。該熱能可藉由一石墨管熱交換器移除，該石墨管熱交換器係利用其管壁側的冷卻水將熱移除。大約同時，鹽酸氣體也被清洗，可將大致持續的排放氣流移除並收集於一積聚槽。可藉由一與鹽酸滌氣機226交流之側流壓濾機將額外的顆粒去除。透過此壓濾機去除之顆粒，可定時回收進容器210。

如果不想再利用該鹽酸溶液，該鹽酸排放氣流可藉由一氫氧化鈉苛性溶液加以中和，形成一氯化鈉溶液。該氯化鈉溶液稍後可回收至氣體冷卻器及噴霧乾燥系統218。另一種替代方式為，將該回收的鹽酸溶液分離，並從系統中移除，以重複使用。經過清潔並除去鹽酸的合成氣體，可以流至一鹼性物質滌氣機228，以回收硫化钠溶液。

該鹼性物質滌氣機228可以為二階段填充床滌氣機。該滌氣機的底部可以使所收集的硫化钠溶液(約18%至20%)與約1%至2%的自由苛性溶液230循環，該約1%至2%的自由苛性溶液230可從合成氣體中吸除硫化氫氣體。該苛性溶液230稍後可以於吸熱反應中與硫化氫反應(例如：H₂ S+NaOH=Na₂ S+H₂ O)，而產生硫化钠。

鹼性物質滌氣機的上部可以具備一填充床，合成氣體進入該填充床，並與硫化钠及較高濃度的自由氫氧化鈉溶液(例如約5%至6%)接觸，從而達成額外吸附未在該底部去除的自由氫氧化鈉的目的。所回收的硫化钠從頂部底端的支架溢流，而流進一產物收集槽。可以藉由利用一位於循環水迴路上的間接熱交換器進行冷卻，以進一步減少合成氣體內的濕氣含量。

依據所承受硫化钠的負載量，該硫化钠副產物的排出氣流可以從鹼性物質滌氣機228底部的循環器流移除。也可在該等氣流的流路中，提供一研磨過濾處理器，處理該氣流，使之適合於商業使用及/或販售。溢出的量也可能從該鹼性物質滌氣機228的上部接收得到。此外，該鹼性物質滌氣機228可以包括一位於該滌氣機頂端的除霧器，以吸納任何含在其中的小滴液。

也可提供多數的抽風扇(Induced draft fans，簡稱ID風扇)，設置在該滌氣機系統224的下游。在本發明某些系統200，可使用2個ID風扇232。每個ID風扇232可以由不鏽鋼304扇葉構成，並置入軟鋼襯橡膠(mild steel rubber lined，簡稱MSRL)或軟鋼襯玻璃纖維強化塑膠(mild steel lined with fiberglass reinforced plastic，簡稱MSFRP)中，以抵抗因濕氣而生的大部分的腐蝕。將該ID風扇232配置在下游，可協助容器210及廢棄物處理系統200內其他部分中，負壓狀態的形成。該ID風扇也可以於操作期間，當容器210中產生壓力變化時，藉由一可變頻率驅動，而產生快速反應。

可使用一合成氣體收集槽234，以收集清潔後的合成氣體。該合成氣體收集槽234可具備約5.5立方公尺的容量，並可以於約1000 mmcg的壓力下收集合成氣體。在其他較小的系統中，收集槽可以具備約1.5立方公尺的容量，於約1000 mmcg的壓力下收集合成氣體。在合成氣體收集槽234中，可藉由一合成氣體能源回收系統236處理該合成氣體。在本發明某些系統200中，該合成氣體能源回收系統可以將排出的氣體，排送回至一袋濾室，該濾袋室屬於活性碳注入及混合系統220的一部分。於進入袋濾室之前，所接收的排放氣體可以經過一靜電沉澱器，而過濾掉附隨於排放廢氣的顆粒。此外，在本發明有些系統200中，則可以利用一加壓風扇，將合成氣體傳送至合成氣體能源回收系統236。

第3圖顯示本發明廢棄物處理系統200之容器210之頂面及側面。該容器210可以為水平導向，且可以為常見之長橢圓形形狀。該容器210可以包括一第一反應器腔322及第二反應器腔324。在本發明某些系統中，該容器210可以具備大約15.0立方公尺的容積。在該等系統當中，該容器210的體積可為能容納約每30秒一個進料輪迴，各批重量約為12.5公斤廢棄物原料的處理。該容器210可使用軟鋼製成，而內部可以設置數層絕緣材料內襯。在本發明某些系統中，該數層絕緣材料可以包括碳化矽或石墨磚、耐火澆注料、陶瓷板、陶瓷毯、陶瓷纖維布及/或高耐熱耐侵蝕的硼矽玻璃塊(hysil block)。可選擇該容器210及絕緣材料，並設計成使其熱量的流失實質上減到最小，並確保操作中維持在高可靠性(包括抗腐蝕及耐溫度衝擊)，並有效縮短系統預熱及自然冷卻所需的時間。在本發明某些系統中，該絕緣材料的平均壽命為大約兩年，其間不需整個汰換。然而，該系統可設計簡單進入、彈性的汰換方式，而能於約2年的整體汰換期屆至前，例行地維修損壞的絕緣材料部分區域。

該容器210之第一反應器腔322可以允許流量為約3,000 Nm³ /hr之基本氣體流，可有一約2.0秒的停留期間。該第二反應器腔324可藉由一內部檔板，與第一反應器腔322作物理上隔離，該檔板在底部有一開口。在本發明某些系統中，是以不將檔板延伸至容器900底部的方式，而在該擋板上開設該開口。在本發明其他的系統當中，可在內部檔板326上開一穿孔而形成開口。在本發明某些容器210中，該檔板326可以為一分離的元件，並置於容器210的內部。在本發明其他容器210當中，該檔板326可以為該容器210的一部分，而形成於該容器210內部。可以對產生於第一反應器腔322內的合成氣體施壓，使之向下移動，並通過檔板326所形成的開口或形成在檔板326上的開口，而進入第二反應器腔324。該下游側的ID風扇於該系統中製造負壓效應，將該產生於第一反應器腔322內的合成氣體，吸過容器210的其餘部分，並經過其他界於其間的系統。該容器中將合成氣推往下方的作用，有助於提升物質在第一反應器腔322內的混合，並延長其在第一反應器腔322內的有效停留期間，及/或防止合成氣體太快從第一反應器腔322中離開。

該第二反應器腔324提供合成氣體額外的停留時間。在本發明某些系統中，額外的停留時間可以為約1.0秒。在第二反應器腔324中，該合成氣體可進一步的由加入之氧化劑(如蒸氣)調整。該加入的氧化劑可提供額外的溫度控制，並減少該合成氣體中殘存的未反應碳的數量。該氧化劑也可以因為增加氫氣的產生，而提高該合成氣體的熱值。

第3圖顯示一進料腔302，該進料腔302屬於壓縮型進料系統的一部分，並與該容器210形成一傾斜角度。一進料斗304位於該壓縮型進料腔302的頂部。一第一隔離門306將進料斗304與壓縮型進料腔302的頂端隔開。一第二隔離門308則將壓縮型進料腔302與容器210隔開。該第二隔離門308可打開而將壓縮型進料腔302中所包含的固態廢棄物、半固態廢棄物，以及(在某些情況下)液態廢棄物原料送進容器210。一機械式或液壓式操作的螺旋進料器(圖中未顯示)可以置於壓縮型進料腔302中，可用於撕裂、碾碎或壓縮進料腔302中的廢棄物。

不能藉由壓縮型進料腔302壓縮的廢棄物，可以經由非壓縮型進料系統饋入容器210中。該非壓縮型進料系統可包括一非壓縮型進料腔310。一進料斗312位於該非壓縮型進料腔310的頂部。一第一非壓縮型進料系統隔離門314設置於非壓縮型進料腔310頂部的進料斗312的下方。一第二非壓縮型進料系統隔離門316將非壓縮型進料腔310與容器210隔開。該第二隔離門316可打開而將非壓縮型進料腔310中所包含的固態廢棄物及/或半固態廢棄物原料送進容器210。

液態廢棄物可藉由一液態廢棄物系統饋入容器210。如第3圖所示，該液態廢棄物系統可包括一進料頭及多數噴嘴318。雖然第3圖只描繪2個噴嘴，但可存在額外的噴嘴。液態廢棄物可從一個或多個，各包含單一液態廢棄物來源的儲存槽中加壓送出，及/或從一個或多個，各包含數個液態廢棄物來源的混合儲存槽中加壓送出。該液態廢棄物系統的噴嘴可設計成傾斜於水平角度，並可設計為向下偏斜的角度，而將所注入的液態廢棄物引導至容器210之一特定部位。

一第一反應器氧化劑注入系統320設置在相對於容器210之第一反應器腔322之位置。如第3圖所示，第一反應器氧化劑注入系統320包括4個噴嘴，該圖並描繪成2對有角度的平行箭頭。噴嘴的數量及其配置以及導向，都僅作為例示之用。一廢棄物處理系統可以使用較多或較少數量的噴嘴，該等噴嘴可以設置在該第一反應器腔322的不同位置。該第一反應器氧化劑注入系統320可以包括一個或多個注射器或噴嘴，該等注射器或噴嘴可設置於一較高的位置，大約位於該壓縮型進料腔302進入容器210的開口的頂部。該第一反應器氧化劑注入系統320的注射器或噴嘴可設計成傾斜於水平之角度，並可設計為向下偏斜的角度，而將所注入的氧化劑引導至第一反應器腔322內部。可利用水來冷卻第一反應器氧化劑注入系統320的噴嘴。

火炬電極328位於該容器210中央或靠近中央位置。該火炬電極可以單獨設置，或與一電極槽組共同設置(圖中未顯示)。後者可將該火炬電極328升高，並與容器210的底部相隔絕。容器210的底部可能存在爐渣池，用來收容於廢棄物處理程序中，因無機廢棄物熔化或玻璃化而形成的爐渣。該電極槽組將數對由電極元件形成之正極及負極，互相隔絕，並有助於確保該等電極元件能維持在預設的溫度範圍之內。每對電極的正極及負極可以移進或移出該容器210。數個由Bonfiglioli公司所製造的尺蠖馬達，可用於控制該電極的移動。

電極可以從容器210的外部插入容器210中。一旦插入容器210中，該電極可因為電極槽組而彼此相對。隨著時間經過，該電極將因形成電弧使容器210增溫而逐漸消耗，因而需要替換。該電極可形成特定的幾何形狀，而加快替換的速度。在本發明某些系統中，該電極一般可形成為直徑約250毫米的圓柱狀。該電極的可替換部分可製成長度約為450毫米至500毫米之部分。該電極之可替換部分可於一端配備一公螺紋連接部，而於另一端配備一內螺紋連接部。因此，當電極快消耗殆盡時，可從容器210外部連結替換部分，附著於電極槽組內部的既存部位。該替換部分可以藉由旋接適當的螺紋端，而連結附著於電極的既存部位。在本發明其他系統中，該電極可以為其他形狀，如大致呈方形、大致呈六角形、大致呈八角形或其他形狀。在前述情況中，電極的替換部分的一端可以包括一較小，大致呈圓柱狀且含有螺紋的突出，而在其相反端則包含大致呈圓柱狀且含有接收螺釘的凹入。因此，電極的替換部分可以相互契合，而形成可插入容器210中利用的替換型電極。

該電極槽設備可包括設置於容器210中的數個滑動平台。這些滑動平台支持著電極，並可在廢棄物處理過程中，將該電極抬升至形成於容器210底部的爐渣池上方。透過該滑動平台以及尺蠖馬達的使用，每個電極可以置於距離其他電極約10毫米以內的位置，而能激發電弧。一旦電弧產生，即可利用該尺蠖馬達，將各該電極分開至一相距大約25毫米至75毫米的距離。經由控制數個電極之間的距離，可控制電極之間的電弧--電壓，並可利用這種控制來調節容器210的內部溫度。當電極之間的距離越大的時候，操作電壓就越高，而操作電流就越低。

因無機廢棄物熔化及/或玻璃化而生成於容器210內的爐渣，可以藉由爐渣流放出口330從容器210中流出。在無流放操作時，該流放出口330藉由水冷式閥塞而關閉。當流放程序開始的時候，可移除閥塞而讓爐渣及/或玻璃化的混合物從流放出口330流出。該排出的爐渣及/或玻璃化的混合物可由一收集系統214收集。

在該第一反應器腔322所產生的合成氣體可通往第二反應器腔324。一第二反應器氧化劑注入系統332可以設置於該第二反應器腔324，靠近容器210底部的地方，但其位置應高於爐渣池中爐渣最高可達之處。該第二氧化劑注入系統332可以包括可導入容器210內部的噴嘴，該噴嘴設置成傾斜於水平之角度，且可設計為一朝向第二反應器腔324中心或大約中心位置的角度。如第3圖所示，該第二反應器氧化劑注入系統332包括4個噴嘴，圖中是描繪成4個向內指向容器210的箭頭，其中2個顯示在檔板326的右側，而另外2個則在檔板326的左側。噴嘴的數量及其配置，以及導向僅作為例示之用，而這些噴嘴的數量及配置可視設計考量而定。在第二反應器腔324的頂部有一合成氣體出口噴嘴334，離開該容器210的合成氣體可行經該合成氣體出口噴嘴334，達到該廢棄物處理系統其他下游元件，如一氣體冷卻器及噴霧乾燥系統218。

第4圖為第2圖之廢棄物處理系統所適用的容器的第二代表圖。在第4圖當中，已標示出部分在第3圖中已經討論過的容器210之特徵及構件。此外，第4圖並顯示流放電漿火炬402。流放電漿火炬402可延伸穿越容器210的耐火材料，並設置成相對於容器210器壁而傾斜之角度。在本發明某些系統中，該流放電漿火炬可形成在從水平算起大約5度到30度之間的角度。每個流放電漿火炬402可產生約15千瓦的能量，並導向靠近流放出口330附近的爐渣池中的爐渣及/或玻璃化的混合物中，以維持該熔化、玻璃化材料及/或爐渣的流動性。該流放電漿火炬402可由電腦控制器操作。

該容器210也可以包括一個或多個緊急排放口404，用以排出容器210內，於緊急或停機情況下產生的氣體。在安裝或停機期間，可透過人孔406進入容器210的內部。這是因為在調整、清潔或替換內部構件時，必須要有一個通道，可以到達容器210內部。如第4圖所示，一熱電偶埠408設置於電極328及其中一個流放口402附近。雖然該電熱偶的配置可能隨設計而變化，一設置於電極附近的電熱偶，有助於操作員確保容器210內部的溫度足以熔化無機廢棄物，並將有機廢棄物分解為元素成分。

第5圖為一容器之第一反應器腔的部分前視圖，可用於按照本發明所揭示之廢棄物處理系統來處理廢棄物。在第5圖中，一容器500包含數個電極元件502及504，分別代表正極及負極。如第5圖所示，該容器500由耐火側牆所構成，其厚度約為300毫米。容器500的底部同樣可以由如同用於容器500側牆之類似耐火材料所構成。一由分別的耐火材料所構成的凸緣506，可以圍繞其中一個電極(如第5圖中所示的負極)，而位於一插入該容器500的插入點。該凸緣506可將容器500內所產生的熱能與容器500外隔絕。如第5圖中所示，可從容器500外面到達該正極電極502及負極電極504。一容器500之較高部分508可由不同類型的耐火材料構成，該材料並可使用於容器500之側牆及底部。雖然第5圖當中沒有顯示，一凸緣506同時圍繞位在容器500另一面的一部分電極。

第5圖顯示一正極滑動平台510，該正極滑動平台510屬於電極槽組的一部分。如圖所示，該正極滑動平台支撐正極504，並將其抬升至高於容器500底部的位置。容器500的底部可能因熔化的無機材料而生成爐渣。該正極滑動平台510可以由一與容器500底部內層類似的材料而構成，以協助大致平衡的熱學條件。在容器500的底部由數層不同耐火材料構成的情況下，該正極滑動平台510可以由一類似於最頂層(即會與該熔融無機廢棄物反應的一層)耐火材料之材料構成。一負極滑動平台512亦屬於電極槽組的一部分。該負極滑動平台512可以包括數層材料，以電性隔離該負極502與該容器500的底部。如第5圖中所示，該負極滑動平台512包括一頂層514及一底層516。該負極滑動平台512之頂層514可以包括一低導電的材料，而使該負極502能電性隔絕於該容器500之其餘部分。其底層516可以包括一隔絕材料，以隔絕該頂層514與該容器500的底部內層。在本發明某些系統中，該隔絕材料可以為陶瓷纖維布或六氟三氟甲氧基丙烷(synthania)。該滑動平台510及512可以支持該兩電極，而使其能於容器500的兩端彼此對應排列。在本發明某些系統中，該滑動平台可以包括一協助支持兩電極的溝道或通道。

雖然第5圖將負極502顯示於該容器500的部分視圖的左側，並將正極504顯示於該容器500的部分視圖的右側，該電極及其附屬的滑動平台可以相反方向安排配置。

第6圖顯示一以廢棄物處理系統處理無機及有機廢棄物的方法。在步驟602中，可供應無機及有機廢棄物至容器。該廢棄物可以經由固態廢棄物及/或液態廢棄物進料系統供應。在本發明某些系統中，該液態廢棄物可經由一個或多個環置於容器的霧化噴嘴而供應至容器。固態廢棄物可經由一個或多個固態廢棄物進料系統而提供。

在步驟604中，可以將該廢棄物置於一對或多對電極間所產生的電弧，所發生的能量之下。該一對或多對的電極是置於容器的底部。當該廢棄物受該容器中的能量所處理時，該有機成分會氣化並幾乎全部分解為元素成分。該有機廢棄物的元素成分可以包括固態碳(碳顆粒)、氫氣、氮氣及(在某些例子中)鹵素。該無機廢棄物則會熔化或玻璃化，而形成一爐渣，並留在容器的底部。該爐渣可以經由一定時流放程序而排出。

於步驟606中，該氣化有機廢棄物元素可於預定的停留時間存留於容器中，並產生合成氣體，包括一氧化碳氣體及氫氣。加入氧化劑有助於該元素成分重新組合，而成為合成氣體。於步驟608中，可藉由下游製程，以控制、清潔及/或回收該包含於合成氣體中的能量。

第7圖為一廢棄物處理系統的第二流程圖。第7圖的廢棄物處理系統700並不回收鹽酸或硫化鈉溶液。在此裝置中，該合成氣體從碳注入及混合系統220流進一洗滌系統702。一研磨後清洗機704接收並處理該合成氣體，以實質上除去全部的酸性氣體。其方式是藉由加入苛性性溶液706至一循環水流，而大致的移除酸性氣體。該洗滌系統702可同時包括一回流填充床滌氣機708，用以大致移除合成氣體中所附隨的顆粒物質，並化學吸附酸性氣體硫化氫及鹽酸。在本發明某些系統700中，該洗滌系統702的循環液體可以大致的維持在大約9至大約10的pH值。該pH值可以透過一由苛性溶液滴入幫浦連續滴入之苛性性溶液，而大致的維持。苛性溶液滴入幫浦連接至一苛性溶液源706。該填充床滌氣機708的頂部，可提供填充物，用以除去氣體中的霧氣，且可吸附從填充床滌氣機708排出，已經清潔的氣體中所附隨的液滴。一清洗線可提供用於乾填充。在本發明某些系統700中，該清洗線規則性的定時操作。

可以提供一滌氣機液體循環槽及洗滌幫浦710，用以運作該滌氣機循環液體，並使該滌氣機液體在文氏管及填充床滌氣機708循環。該循環滌氣機液體可以在具有外殼及水管的熱交換器中，透過循環冷卻水於熱交換器的殼壁上，而降溫至大約攝氏50度。當該降溫後的滌氣機液體循環於填充床滌氣機708中時，可將氣體降溫至低於約攝氏55度。該降溫作業可能使氣體中的水蒸氣冷凝出來，而將該合成氣體所攜帶之水蒸汽量，減到最小。

可提供一滌氣機幫浦的側流，以持續地透過一具有過濾盤及外框的壓濾機，以一適當的速率循環，而大致持續地濾出系統內滌氣機液體中，任何被攔截的顆粒。該壓濾機所攔截的物體可以帶回該滌氣機循環槽。該壓濾機可定時的打開，並從底槽收集清除污泥。經收集、清除之污泥可以經過重新包裝，並饋入回容器210。

第8A圖及第8B圖描述一廢棄物饋入廢棄物處理系統102的流程。一解釋彼此關連的解釋圖8A及圖8B顯示於圖8A的左下方。此外，A至E的箭頭標示，是用以協助說明圖8A及圖8B的對應關係，而與該流程無關。於步驟802中，將接收的廢棄物秤重。將該廢棄物秤重有益於瞭解該廢棄物於後續的下游程序中是否需要重新包裝。在步驟804中，該廢棄物被採樣並標示。識別該廢棄物的步驟對如何處理該廢棄物而言，可能非常關鍵。某些種類的廢棄物無法良好的混合在一起。當這種情況發生的時候，這些廢棄物不應該在廢棄物處理系統中，同時處理。在步驟806中，決定該廢棄物將如何在該廢棄物處理系統中處理。如果發現有廢棄物不應一起處理的情況下，可將其中一種廢棄物儲存，而由廢棄物處理系統處理其他種類的廢棄物。在其他的例子中，有些接收的廢棄物可能需要重新包裝，而其他的廢棄物不需要重新包裝。當這種情況出現時，可以做出關於應優先處理何種廢棄物的決定。

在步驟808中，如果所接受的固態廢棄物已經置於數個高密度聚乙烯(HDPE)袋中，而該高密度聚乙烯(HDPE)袋之尺寸可為壓縮型進料隔離門或非壓縮型進料隔離門接收時，該固態廢棄物不經重新包裝即可加以處理。在步驟810中，如果該固態廢棄物及/或柏油狀廢棄物可容納於HDPE或MS桶中，而該HDPE或MS桶可為壓縮型進料隔離門或非壓縮型進料隔離門所接收時，該等廢棄物也可不經重新包裝即加以處理。在本發明某些系統中，具有可接受大小的HDPE袋或桶，可以大約1500 kg/hr的速率饋入該容器。在其他較小的系統中，該HDPE袋或桶可以大約350 kg/hr的速率饋入該容器。

於步驟812中，接收以桶包裝而不能從桶中移除的固態廢棄物及/或柏油狀廢棄物。在步驟812中，該桶可以為200公升的MS桶，但其他大小的桶也可使用於不能從桶中移除的該廢棄物。需另以一系統來預處理這些桶裝廢棄物。該預處理系統可以置於在廢棄物處理系統外部，或廢棄物處理系統所在設施的外部。如步驟814所示，其中一個預處理的例示可以包括於一充滿氮的環境中，以破碎機將該桶粉碎。如步驟816所示，可以重新包裝該粉碎後的桶及廢棄物，並置入可以充分被廢棄物處理系統接受的袋及桶中。

本發明某些例子中，必須處理可以從桶中(或其他包裝中)移出，但太大而不能在廢棄物處理系統處理的固態廢棄物及/或柏油狀廢棄物(見步驟818)。在這些例子中，可以於步驟820重新包裝該廢棄物至適當大小的袋或桶內。用剩的桶則可以在一充滿氮的環境中，以破碎機粉碎，並於容器210中處理被粉碎的桶。

液態廢棄物可以數種形式送入處理。在本發明某些例子中，該液態廢棄物可以容納於容量200公升的桶中(步驟822)，在其他例子中，該液態廢棄物可先容納於儲存槽(步驟824)。可以從單一來源或數個不同的來源接收該液態廢棄物。在從多個不同來源接收液態廢棄物的例子中，處理的方式可視不同種類的液態廢棄物可否結合在一起而決定。所接收的液態廢棄物可以傳送至不同種類的容器，該等容器可以為廢棄物處理系統之溶劑廢棄物進料系統的一部分。如圖8A所示，可於步驟826將有機液態廢棄物傳送至一個儲存槽，並可於步驟828將溶於水的液態廢棄物傳送至一儲存槽，及/或可以將液態廢棄物傳送到一個或多個儲存槽，不同種類的液態廢棄物可以在該一個或多個儲存槽中混和，如步驟830及/或步驟832所示。

可於步驟834，以鬆散形式接收非危險的廢棄物。可以於步驟836將鬆散的廢棄物包在一起，變成數個袋及/或桶，該等袋及/或桶可以送至該廢棄物處理系統的固態廢棄物進料器。

可以將被接收的廢棄物分成不同種類群，而由該廢棄物處理系統處理。在圖8B中，將有機固態及/或半固態包裝廢棄物分類的可能方法，包括根據該等廢棄物於容器210的處理過程中，所產生的熱量多寡分類。在圖8B中，高熱值的廢棄物可於步驟838分類為一群，普通熱值的廢棄物可以於步驟840分類為一群，及/或低熱值廢棄物可以在步驟842歸類為一群。廢棄物的熱值分類的分類標準，在不同例子中可有不同變化，但在本發明某些例子中，具有高於約6,000 Kcal/kg熱值的材料可歸類為高熱值廢棄物，而具有約2,000 Kcal/kg至6,000 Kcal/kg熱值的材料，則可歸類為普通熱值廢棄物。液態廢棄物也可以視其形態及/或熱值而分群。在步驟844當中，具有普通至一高熱值的液態有機廢棄物可以歸為一群。

具有低熱值至普通熱值的水性液態廢棄物，可以於步驟846中歸類為一群，並可於步驟848中以一多效蒸發器處理之。該多效蒸發器可以用於將該液態廢棄物濃縮，並於稍後於步驟840中，加入已包裝廢棄物群中。在該多效蒸發器中，多階段儲存槽可以藉由在不同壓力下加熱使其沸騰，而處理該水液態廢棄物。先前各該階段儲存槽中煮沸而產生的蒸汽，可以用於加熱下一階段的儲存槽。然而，其中之第一階段儲存槽需要使用一外部加熱源。階段的數量可視設計而定，但一三階段多效蒸發器可用於步驟848，以達成回收濃縮的液態廢棄物的目的。

該固態廢棄物及/或半固態廢棄物可藉由壓縮型(步驟850)或非壓縮型(步驟852)廢棄物進料系統饋入容器中。可於步驟854將中黏性至低黏性液態廢棄物饋入該容器中，而高黏性液態廢棄物可以於步驟856饋入該容器中。

該容器可容納固態廢棄物、半固態廢物、泥漿/柏油狀廢棄物、及/或液態廢棄物。該容器也可以容納從清洗系統而來的氮氣、氧化劑、火炬能量及流體。該容器可能產生爐渣及合成氣體。雖然在第8圖中所描繪的步驟顯示為分開的步驟，但許多不同的步驟可同時進行，而其他步驟必須依序進行。

廢棄物處理系統的容量並無限制。然而，在本發明某些系統中，該固態廢棄物進料系統的容量可以為：壓縮型固態廢棄物進料系統大約為1,500 kg/hr，而非壓縮型固態廢棄物進料系統大約為2,000 kg/hr。這些容量可使由現場操作所產生的額外廢棄材料，包括廢棄物處理系統下游元件所產生的額外副產品，都在其中處理。在本發明某些系統中，可以藉由廢棄物處理系統處理的廢棄物的成分，可以包括但不限於下列例示：

第9圖為一可使用於處理廢棄物處理系統的第二容器的俯視及側視圖。該容器900代表一種可使用於較小廢棄物處理系統的容器設計，該較小廢棄物處理系統可如第2圖、第7圖描述的相關系統，以及第11圖所描述的系統。當容器900使用於第2圖及第7圖所描述的系統時，該固態廢棄物進料系統可能不包括一壓縮型廢棄物進料系統。

該容器900可以為水平導向，且可以為常見之長橢圓形形狀。該容器900可以包括一第一反應器腔902及第二反應器腔904。在本發明某些系統中，該容器900可以具備大約4.0立方公尺的容積。在該等系統當中，該容器900的體積可為能容納約每30秒一個進料輪迴，各批重量約為3.0公斤廢棄物原料的處理。該容器900可使用軟鋼製成，而內部可以設置數層絕緣材料內襯。在本發明某些系統中，該數層絕緣材料可以包括碳化矽或石墨磚、耐火澆注料、陶瓷板、陶瓷毯、陶瓷纖維布及/或高耐熱耐侵蝕的硼矽玻璃塊(hysil block)。可選擇該容器900及絕緣材料，並設計成使其熱量的流失實質上減到最小，並確保操作中維持在高可靠性(包括抗腐蝕及耐溫度衝擊)，並有效縮短系統預熱及自然冷卻所需的時間。在本發明某些系統中，該絕緣材料的平均壽命為大約兩年，其間不需整個汰換。然而，該系統可設計簡單進入、彈性的汰換方式，而能於約2年的整體汰換期屆至前，例行地維修損壞的絕緣材料部分區域。

該容器900之第一反應器腔902可以允許流量為約850 Nm³ /hr之基本氣體流，可有一約2.0秒的停留期間。該第二反應器腔904可藉由一內部檔板906，與第一反應器腔902作物理上隔離，該檔板在底部有一開口。在本發明某些系統中，是以不將檔板延伸至容器900底部的方式，而在該擋板上開設該開口。在本發明其他的系統當中，可在內部檔板906上開一穿孔而形成開口。在本發明某些容器900中，該檔板906可以為一分離的元件，並置於容器900的內部。在本發明其他容器900當中，該檔板906可以為該容器900的一部分，而形成於該容器900內部。可以對產生於第一反應器腔902內的合成氣體施壓，使之向下移動，並通過檔板906所形成的開口或形成在檔板906上的開口，而進入第二反應器腔904。該下游側的ID風扇於該系統中製造負壓效應，將該產生於第一反應器腔322內的合成氣體，吸引過容器900的其餘部分，並經過其他界於其間的系統。該容器中將合成氣推往下方的作用，有助於提升物質在第一反應器腔902內的混合，並延長其在第一反應器腔902內的有效停留期間，及/或防止合成氣體太快從第一反應器腔902中離開。

該第二反應器腔904提供合成氣體額外的停留時間。在本發明某些系統中，額外的停留時間可以為約1.0秒。在第二反應器腔904中，該合成氣體可進一步的由加入之氧化劑(如蒸氣)調整。該加入的氧化劑可提供額外的溫度控制。並減少該合成氣體中殘存的未反應碳的數量。該氧化劑也可以因為增加氫氣的產生，而提高該合成氣體的熱值。

可以使用一非壓縮型重力廢棄物進料系統來將固態、半固態、以及某些液態物質送入該容器900。該非壓縮型重力廢棄物進料系統可包括一非壓縮型重力進料腔908。一進料斗910位於該非壓縮型重力進料腔908的頂部。一第一非壓縮型重力進料系統隔離門912，設置於非壓縮型重力進料腔908頂部的進料斗910的下方。一第二非壓縮型重力進料系統隔離門914，將非壓縮型進料腔908與容器900隔開。該第二隔離門914可打開，而將非壓縮型重力進料腔908中所包含的固態廢棄物及/或半固態廢棄物原料送進容器900。

液態廢棄物可藉由一液態廢棄物系統饋入容器900。如第9圖所示，該液態廢棄物系統可包括一進料頭及多數噴嘴916。雖然第9圖只描繪2個噴嘴，但可存在額外的噴嘴。液態廢棄物可從一個或多個，各包含單一液態廢棄物來源的儲存槽中加壓送出，及/或從一個或多個，各包含數個液態廢棄物來源的混合儲存槽中加壓送出。該液態廢棄物系統的噴嘴可設計成傾斜於水平角度，並可設計為向下偏斜的角度，而將所注入的液態廢棄物引導至容器900之一特定部位。

一第一反應器氧化劑注入系統918設置在相對於容器900之第一反應器腔902之位置。如第9圖所示，第一反應器氧化劑注入系統918包括4個噴嘴，該圖並描繪成2對有角度的平行箭頭。噴嘴的數量及其配置以及導向，都僅作為例示之用。一廢棄物處理系統可使用較多或較少數量的噴嘴，該等噴嘴可以設置在該第一反應器腔902的不同位置。該第一反應器氧化劑注入系統918的注射器或噴嘴可設計成傾斜於水平之角度，並可設計為向下偏斜的角度，而將所注入的氧化劑引導至第一反應器腔902內部。可利用水來冷卻第一反應器氧化劑注入系統918的噴嘴。

火炬電極920位於該容器900中央或靠近中央位置，並包括一石墨正極與一石墨負極。該火炬電極920可以與一電極槽組共同設置(圖中未顯示)，後者可將該火炬電極920升高，並與容器900的底部相隔絕。容器900的底部可能存在爐渣池，用來收容於廢棄物處理程序中，因無機廢棄物熔化或玻璃化而形成的爐渣。該電極槽組將該由電極元件形成之正極及負極，互相隔絕，並有助於確保該等電極元件能維持在預設的溫度範圍之內。該正極及負極可以移進或移出該容器900。數個由Bonfiglioli公司所製造的尺蠖馬達，可用於控制該電極的移動。該火炬電極920可產生約有400千瓦的能量，並可以一絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)控制。

電極可以從容器900的外部插入容器900中。一旦插入容器900中，該電極可因為電極槽組，而彼此相對。隨著時間經過，該電極將因形成電弧使容器900增溫而消耗，因而將需要替換。該正極與負極是由石墨製成，可形成特定的幾何形狀，而加快替換的速度。在本發明某些系統中，該正極與負極可形成大致上為直徑約250毫米的圓柱狀。該電極的可替換部分可製成長度約為450毫米至500毫米之部分。該電極之可替換部分可於一端配備一公螺紋連接部，而於另一端配備一內螺紋連接部。因此，當該正極與負極快消耗殆盡時，可從容器900外部連結替換部分，附著於電極槽組內部的既存部位。該替換部分可以藉由旋接適當的螺紋端，而連結附著於該正極與負極的既存部位。在本發明其他系統中，該電極可以為其他形狀，如大致呈方形、大致呈六角形、大致呈八角形或其他形狀。在前述情況中，電極的替換部分的一端可以包括一較小，大致呈圓柱狀且含有螺紋的突出，而在其相反端則包含大致呈圓柱狀且含有接收螺釘的凹入。因此，電極的替換部分可以相互契合，而形成可插入容器210中利用的替換型電極。

該電極槽設備可包括設置於容器900中的數個滑動平台。這些滑動平台支持著電極，並可在廢棄物處理過程中，將該電極抬升至形成於容器900底部的爐渣池上方。透過該滑動平台以及尺蠖馬達的使用，每個電極可以置於距離其他電極約10毫米以內的位置，而能激發電弧。一旦電弧產生，即可利用該尺蠖馬達，將該正極與負極分開至一相距大約25毫米至75毫米的距離。經由控制數個電極之間的距離，可控制該正極與負極間的電弧--電壓，並可利用這種控制來調節容器900的內部溫度。當電極之間的距離越大的時候，操作電壓就越高，而操作電流就越低。

因無機廢棄物熔化及/或玻璃化而生成於容器900內的爐渣，可以藉由爐渣流放出口922從容器900中流出。在無流放操作時，該流放出口922藉由水冷式閥塞而關閉。當流放程序開始的時候，可移除閥塞而讓爐渣及/或玻璃化的混合物從流放出口922流出。該排出的爐渣及/或玻璃化的混合物可由一收集系統214收集。電漿火炬可以裝置在該容器900上，並朝向位於該流放出口922附近的爐渣池，以提高該爐渣的流動性。

在該第一反應器腔902所產生的合成氣體可通往第二反應器腔904。一第二反應器氧化劑注入系統924可以設置於該第二反應器腔904，靠近容器900底部的地方，但其位置應高於爐渣池中爐渣最高可達之處。該第二氧化劑注入系統924可以包括可導入容器900內部的噴嘴，該噴嘴設置成傾斜於水平之角度，且可設計為一朝向第二反應器腔904中心或大約中心位置的角度。如第9圖所示，該第二反應器氧化劑注入系統924包括4個噴嘴，圖中是描繪成4個向內指向容器900的箭頭，其中2個顯示在檔板906的右側，而另外2個則在檔板906的左側。噴嘴的數量及其配置，以及導向僅作為例示之用，而這些噴嘴的數量及配置可視設計考量而定。在第二反應器腔906的頂部有一合成氣體出口噴嘴926，離開該容器900的合成氣體可行經該合成氣體出口噴嘴926，達到該廢棄物處理系統其他下游元件，如一氣體冷卻器及噴霧乾燥系統。

第10A圖及第10B圖描述一廢棄物饋入廢棄物處理系統900的流程。一解釋彼此關連的解釋圖10A及圖10B顯示於圖10A的左下方。此外，A至D的箭頭標示，是用以協助說明圖10A及圖10B的對應關係，而與該流程無關。於步驟1002中，將接收的廢棄物秤重。將該廢棄物秤重有益於瞭解該廢棄物於後續的下游程序中是否需要重新包裝。在步驟1004中，該廢棄物被採樣並標示。識別該廢棄物的步驟對如何處理該廢棄物而言，可能非常關鍵。某些種類的廢棄物無法良好的混合在一起。當這種情況發生的時候，這些廢棄物不應該在該容器900中或在該廢棄物處理系統中，同時處理。在步驟1006中，決定該廢棄物將如何在該廢棄物處理系統中處理。如果發現有廢棄物不應一起處理的情況下，可將其中一種廢棄物儲存，而由廢棄物處理系統處理其他種類的廢棄物。在其他的例子中，有些接收的廢棄物可能需要重新包裝，而其他的廢棄物不需要重新包裝。當這種情況出現時，可以做出關於應優先處理何種廢棄物的決定。

在步驟1008中，如果所接受的固態廢棄物已經置於數個高密度聚乙烯(HDPE)袋中，而該高密度聚乙烯(HDPE)袋之尺寸可為壓縮型進料隔離門或非壓縮型進料隔離門接收時，該固態廢棄物不經重新包裝即可加以處理。在步驟1010中，如果該固態廢棄物及/或柏油狀廢棄物可容納於HDPE或MS桶中，而該HDPE或MS桶可為非壓縮型進料隔離門所接收時，該等廢棄物也可不經重新包裝即加以處理。在本發明某些系統中，具有可接受大小的HDPE袋或桶，可以大約350kg/hr的速率饋入該容器。

於步驟1012中，接收以桶包裝而不能從桶中移除的固態廢棄物及/或柏油狀廢棄物。在步驟1012中，該桶可以為200公升的MS桶，但其他大小的桶也可使用於不能從桶中移除的該廢棄物。需另以一系統來預處理這些桶裝廢棄物。該預處理系統可以置於在廢棄物處理系統外部，或廢棄物處理系統所在設施的外部。其中一個預處理的例示可以包括於一充滿氮的環境中，以破碎機將該桶粉碎，如步驟1014所示。可以重新包裝該粉碎後的桶及廢棄物，如步驟1016所示，並置入可以充分被容器900接受的袋及桶中。

本發明某些例子中，必須處理可以從桶中(或其他包裝中)移出，但太大而不能在廢棄物處理系統處理的固態廢棄物及/或柏油狀廢棄物(見步驟1018)。在這些例子中，可以於步驟1020重新包裝該廢棄物至適當大小的袋或桶內。用剩的桶則可以在一充滿氮的環境中，以破碎機粉碎，並於容器900中處理被粉碎的桶。

液態廢棄物可以數種形式送入處理。在本發明某些例子中，該液態廢棄物可以容納於容量200公升的桶中(步驟1022)。可以從單一來源或數個不同的來源接收該液態廢棄物。在從多個不同來源接收液態廢棄物的例子中，處理的方式可視不同種類的液態廢棄物可否結合在一起而決定。所接收的液態廢棄物可以傳送至不同種類的容器，該等容器可以為廢棄物處理系統之溶劑廢棄物進料系統的一部分。如圖10A所示，於步驟1026與1028中，可將有機液態廢棄物傳送至一個或多個儲存槽。所使用的儲存槽可示該液態廢棄物之種類而定。

可於步驟1024以鬆散形式接收非危險的廢棄物。可以於步驟1030將鬆散的廢棄物包在一起，變成數個袋及/或桶，該等袋及/或桶可以送至該廢棄物處理系統的固態廢棄物進料器。

可以將所接收的廢棄物分成不同種類群，而由該廢棄物處理系統處理。在圖10B中，將有機固態及/或半固態包裝廢棄物分類的可能方法，包括根據該等廢棄物於容器900的處理過程中，所產生的熱量多寡分類。在圖10B中，高熱值的廢棄物可於步驟1032歸類為一群，普通熱值的廢棄物可以於步驟1034歸類為一群，及/或低熱值廢棄物可以在步驟1036歸類為一群。廢棄物的熱值分類的分類標準，在不同例子中可有不同變化，但在本發明某些例子中，具有高於約6,000 Kcal/kg熱值的材料可歸類為高熱值廢棄物，而具有約2,000 Kcal/kg以下熱值的材料則可歸類為低熱值廢棄物，而具有約2,000 Kcal/kg至6,000 Kcal/kg熱值的材料，則可歸類為普通熱值廢棄物。

該固態廢棄物及/或半固態廢棄物可藉由非壓縮型(步驟1038)廢棄物進料系統饋入容器中。可於步驟1040將中黏性至低黏性液態廢棄物饋入該容器中，而高黏性液態廢棄物可以於步驟1042饋入該容器中。

第11圖顯示一廢棄物處理系統1100的方塊圖，該廢棄物處理系統1100可以使用該容器900來處理廢棄物。該容器900可以連接至一廢棄物進料系統1102。該廢棄物進料系統1102可以包括一固態廢棄物處理系統1104及/或一液態廢棄物處理系統1106。該固態廢棄物進料系統1104可以包括一非壓縮型進料系統。該非壓縮型進料系統可以為一重力進料系統。該重力進料系統可以包括一連接至該容器900的進料腔或進料管，並可用於饋入不能撕裂、碾碎或壓縮的廢棄物。此外，該非壓縮型進料系統可以用於將粉狀廢棄物饋入容器900。

該固態廢棄物進料系統1104是以一隔離門系統1108與容器900隔離。該隔離門系統1108可包括2個可伸縮隔離門。一第一隔離門可位於接近一進料斗處，用以將廢棄物料饋入該固態廢棄物進料系統1104之進料腔。一第二隔離門之位置接近該容器900，而用以將該廢棄物料饋入該容器900。該固態廢棄物進料系統1104可由該廢棄物處理系統電腦加以控制，使得一次只能開放一個隔離門。在本發明某些系統中，可用一偵測器監控該廢棄物料導入該固態廢棄物進料系統1104之數量。在第一隔離門關閉之後，可由一個或多個開口及/或噴嘴將氮氣送入進料腔。氮氣可用以對該進料腔加壓，以實質上減少及/或防止空氣與該廢棄物料一起進入該容器900，並實質上防止可燃合成氣體(例如「Syngas」)由該容器900中回流之可能性。在本發明某些系統中，一氮氣系統1140可用來提供氮氣至固態廢棄物進料系統1104、容器900及/或其他下游元件。氮氣可做為一氮氣「傾卸」供應，在系統發生任何緊急停機時，傾卸至該進料腔中，作為一種安全措施，以防止可燃氣體回流。另一種作法，也可以將該緊急氮氣傾卸導入到容器900中。在本發明某些系統1100中，氮氣系統的氣體流量可為約25 Nm³ /hr至50 Nm³ /hr。

為減少及/或防止在廢棄物進料時，在該固態廢棄物進料腔產生及/或排放有毒或有害物質，可以消毒系統1142從一開口將一消毒劑溶液導入該固態廢棄物進料腔中。在本發明某些系統中，該開口即為該進料斗，該進料斗接收將進入但尚未進入進料腔的廢棄物。所導入至該進料腔之消毒劑用來消毒該進料腔，而多餘的溶劑可以排入該容器900中，作為廢棄物處理。而在本發明另一系統中，該消毒劑則可以一個或多個噴嘴導入。該噴嘴可位於沿該進料腔之一路線中。

廢棄物處理系統1100為多功能而能處理各種廢棄物。在本發明某些例子中，該固態廢棄物進料系統1104可令容器900處理的廢棄物料包括：都市固態廢棄物、含多氯聯苯(PCB)有害材料、渣料廢棄物、辦公室廢棄物、餐廳廢棄物、廢棄建材(例如木屑、油、潤滑油、廢燈具、庭院廢棄物、廢水污泥等)、農藥廢棄物、醫療廢棄物、飛灰及底灰、工業及實驗室溶劑、有機及無機化學品、殺蟲劑、有機氯化物、熱電池、用過電池、以及軍事廢棄物、包括武器零件。依據系統的設計，該固態廢棄物進料系統1104每個隔離門間的空間可為約600mm。在這個結構下，固態廢棄物進料系統1104可處理到長度約400mm的廢棄物。超過此長度的廢棄物可於廢棄物處理系統處理前，當場或於他處預先處理。在本發明其他的系統中，該空間的大小及可處理的廢棄物長度可與上述不同。

一液態廢棄物(例如溶劑廢棄物)進料系統可提供液態廢棄物至容器900，例如2003年9月27日申請之美國專利申請案10/673,078號，於2005年3月31日經美國專利公開案第2005/0070751號公開，現已放棄之公開說明書中所述之液體進料系統，可為本案參考。溶劑廢棄物可以為可汲取廢棄物，由儲存箱、儲存槽及/或保存池中汲取出。某些液態廢棄材料可由一進料腔，例如與該固態廢棄物進料系統1104類似的進料腔，進入容器900。另一種作法是可將液態廢棄物直接由一個或多個環繞於容器900的一部份的噴嘴，注入容器900。該液態廢棄物進料系統206可以通過該一或多個噴嘴，自一或多個廢棄物供應源，將液態廢棄物饋入容器900。其方式可為輪流饋入、依序饋入、或實質上同時饋入。用以將液態廢棄物導入容器900的噴嘴可以是水冷式噴霧噴嘴。在本發明某些廢棄物處理系統1100中，由多數溶劑廢棄物進料噴嘴所饋入之廢棄物可能包括不同型態之廢棄物。例如，由一製程所產生之溶劑廢棄物可由一噴嘴導入，而由另一不同製程所產生，含不同組成之溶劑廢棄物，則可由另一噴嘴導入。該溶劑廢棄物進料之噴嘴使用數量，以及其使用之方法，都可依據設計及/或應用上之需要而不同。

該溶劑廢棄物進料噴嘴之部份或全部，可以設成可實質上使該溶劑廢棄物之表面積成為最大之方式。在本發明某些設計中，上述目的可以透過產生實質上之微液滴之方式達成。藉由將微液滴的表面積實質地最大化，容器900中的能量可以較高速率傳遞至微液滴，其效率實質上大於液滴之表面積較小之其他系統。將該溶劑廢棄物液滴之表面積增至最大之技術，可以透過在該噴嘴內部，將該溶劑廢棄物與壓縮空氣混合之方式達成。在本發明某些系統中，液態廢棄物可以約250 kg/hr的速率饋入容器中。

固態廢棄物及液態廢棄物可以分別或實質上同時處理。如需分別處理廢棄物，則需將固態廢棄物與該液態廢棄物分別導入該容器900中。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該容器900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900內。在實質上同時處理該固態廢棄物及液態廢棄物時，可將液態廢棄物導入該固態廢棄物進料系統900，以產生一均質之固態廢棄物及液態廢棄物之組成物。另一種作法則是將液態廢棄物透過該溶劑廢棄物進料系統1106，以與該固態廢棄物實質上相同之時間下導入該容器900，該固態廢棄物是經由該固態廢棄物進料系統1104同時導入該容器900中。該廢棄物處理系統1100可以處理等量或非等量之固態廢棄物及液態廢棄物。

廢棄物進料進入至容器900所需之速率係依數種因素決定，包括該廢棄物之性質；由一加熱系統所能供應之能量與完成一分子分解、裂解、氣化及熔融處理所需之能量之比例；所能產生之合成氣體之量與一氣體潔淨化及控制系統設計上之產能之比例；及/或在該容器900內之溫度及/或氧氣條件。其進料速率於初始期可以依據一處理該特定型態廢棄物所需能量之估計量，計算得到，根據或根據所需產生之合成氣體數量與該電漿反應爐之實際尺寸所產生之限制(例如：保持停留在該電漿反應爐中，以達到所需之留存時間)之比例，加以計算，或者根據該進料系統設計上之工作能力相關之限制，加以計算。

饋入容器900內開放空間的廢棄物可以一加熱系統處理。該加熱系統可置於容器900內部。該加熱系統可包括一電極槽組。該電極槽組可位於容器900的底部，使火炬電極可抬升而高於容器900底部，並高於容器900底部可能形成的爐渣池。該電極槽組可以絕緣材料構成，以協助電極槽組內產生的熱能傳遞至容器900的開放空間。

該電極槽組內可以裝置一對石墨電極。該對電極可以包括一正極及一負極，而於兩者間傳送一電弧，以產生約400千瓦的能量。

廢棄物中的無機成分可以於容器900中玻璃化或熔化。玻璃化或熔化的無機成分可以依照流放程序，經由流放口1112自容器900排出。於無流放操作時，以水冷式閥塞將流放口1112關閉。要開始流放程序時，可從流放口1112移除閥塞，讓熔化、玻璃化的混合物經由流放口1112，從容器900流出至一收集系統1114。為協助移除熔化、玻璃化的混合物，可以於容器900上、每個流放口1112附近裝置一非移轉型、水冷式直流電漿火炬1144。該電漿火炬1144之設置方式可使電漿火炬1144的尾端前進到容器900的開口。可將電漿火炬1144的電漿火焰引導至容器900底部，靠近流放口1112附近處。電漿火炬可以為電腦控制，並定時性的操作，以維持熔化、玻璃化物質的流動性。

在本發明某些系統1100中，每個流放口電漿火炬1144可提供約15千瓦的能量。每個流放口電漿火炬1144可設成與容器900之器壁形成一傾斜角度，並穿過該耐火材料。可以一水冷式金屬包覆，容納該流放口電漿火炬的複數電極。流放口電漿火炬所使用的冷卻水，可從一位於該系統下游的絕緣柵雙極型電晶體(IGBT)電源冷卻系統供應。在本發明某些系統中，該流放口電漿火炬可使用氮氣作為其火炬氣體。

該收集系統1114可以包括一持續焠火系統，承接自流放口1112流出的熔化、玻璃化物質。排至外部的熔化、玻璃化物質所冒出的少量蒸汽，則可以由活性碳床加以收集。該收集系統1114也可以包括承接熔化、玻璃化物質的承接桶。一旦裝滿，該承接桶可放進一焠火槽。可以使用地板起重機、高架起重機、叉架起貨機及/或其他起重設備，來處理裝滿熔融物質的承接桶。把冷卻後的承接桶移除，而後移除冷卻後的玻璃化物質，如有必要可以回收再利用。當收集系統1114的活性碳床衰竭時，該衰竭的碳床可經由容器900回收。

在本發明某些系統200中，容器900中的溫度及/或壓力可以持續地或大致持續地監控，以確保容器900中的負壓維持在一預定範圍內。可以經由一個或多個置於容器900周圍的監視埠，監視容器900內的溫度及/或壓力，也可包括使用一個或多個連接至電腦化控制系統的感測器。在本發明某些容器900中，該預定負壓範圍約在-5mm水柱至-10mm水柱間。

可以在至少兩個位置測量容器900內的溫度。一個位置可以在容器900的高處部位，第二位置可以在容器900的低處部位。在尚未饋入廢棄物前，先運轉電極，直到容器900達到約攝氏1,000度的最低溫度為止。此種方式可幫助確保有機廢棄物適當的分解、裂解、氣化。開始進料操作之後，容器900的溫度將升高至一範圍，約攝氏1,000度至1,200度之間。容器900內的溫度於操作中可持續升高，並達到約攝氏1,500度，這時開始玻璃化或熔化操作。

該加熱系統可以是電熱效率大於約75%的裝置，且不需由外界額外提供加壓的負載氣體。該系統可以供應自身的氣流，約每分鐘每電極組5公升氣體。該小氣流可同時改善容器900內部的熱能分布。該電極電弧是以一絕緣閘雙極電晶體(IGBT)電源供應器來供應。該絕緣閘雙極電晶體電源供應可利用一輸入電流。該輸入電流比矽可控整流器系統低約30%。該IGBT電源供應可達成之效果包括：功率因數範圍在0.97左右，低諧波失真、高電弧穩定性，及/或一面積較小之控制面板。

由於容器900內的低氧環境，容器900所接收的廢棄物可能經歷分子分解及熱裂解程序。熱裂解是一種在低氧環境中操作強烈熱能，而將物質分解成分子的程序，與焚化、燃燒方式不同。在熱裂解程序期間，是以加熱系統加熱廢棄物。經加熱的有機廢棄物可被處理直到分解成元素成分，如固態碳(碳顆粒)及氫氣。如廢棄物內含碳氫化合物衍生物，也可能釋放出氧、氮及鹵素(如氯)。在熱裂解及/或部分氧化程序後，將產生合成氣體，包含一氧化碳、氫、二氧化碳、水蒸氣、甲烷及/或氮。

在一般情形下，分解後之氧及氯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。然而，該等化合物一般不生成於處於高溫狀態下的容器900中。在此種環境中，只有有限種類的簡單化合物能維持安定。最常見而能安定存在的上述簡單化合物包括：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－鹵素化合物氣體之代表性化合物，當氯或其他鹵素存在時)。

存在該廢棄物料內之氧含量，可能不足以將所有存在該廢棄物料內之碳轉變成一氧化碳氣體。而存在於該廢棄物料內之濕氣，則可能從該容器900的高溫環境中吸取能量(即透過所謂水氣轉化反應)，並形成一氧化碳及氫氣。如果在該廢棄物蒸氣中所存在之氧或溼氣含量不足，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蒸氣中，而由該容器900排出。

為使固態碳轉變成一氧化碳氣體之數量能夠提高，可以導入一額外的氧化劑至該容器900。該額外的氧化劑可導入至容器900的一第一反應器腔及/或容器900的第二反應器腔(如有)。該廢棄物處理系統1100可包括一氧化劑供應系統1116，將足夠數量的氧化劑投入該容器900內，促使該容器900內一部分或主要部分的碳或碳顆粒，轉變為一氧化碳。在本發明某些系統中，該氧化劑供應系統1116可以為一壓力振盪式氧氣產生機系統。該壓力振盪式氧氣產生機系統可以包含一螺杆式空氣壓縮機、分子篩柱、數個儲存槽以及一本地控制板。在本發明某些系統1100中，該壓力振盪式氧氣產生機系統可能提供約100Nm³ /hr的氣體。該氧化劑供應系統1116也可以包括數個氧氣長管，用來將額外的氧氣投入該容器900。該數個氧氣長管可以裝置在容器900上，並可將純度在90%至93%範圍的氧，投入到該容器900。可以在一或數個處所將預定數量之氧化劑投入該容器900之內。

投入到該容器900的氧化劑可以將一部分或主要部分存在於廢棄物中的碳，或在容器900內因分解產生的自由碳，轉變成一氧化碳。因為純碳在高操作溫度時活性較一氧化碳高，額外的氧氣可以與碳反應而形成一氧化碳，卻不會與一氧化碳反應，而生成二氧化碳(假設未加入過量的氧化劑)。

合成氣體離開容器900時可能通過輸送管/管路，並以一濕氣體清潔及控制系統1118處理，而降低該合成氣體的溫度至一飽和溫度，並大致將顆粒及氣體污染物去除。該濕氣體清潔及控制系統1118包括一高壓文氏管滌氣機1120，該高壓文氏管滌氣機1120可將從該容器900所接收的氣體，降溫至大約低於攝氏82度。該文氏管滌氣機1120可利用一持續循環的洗滌液體降低所接收氣體的溫度，該持續循環的洗滌液體從一共用的洗滌循環槽1124以一幫浦1126驅動流出。於該文氏管滌氣機中將該合成氣體降溫，可有助於減少有毒複合化合物再結合的潛在可能，或者形成新化合物，例如戴奧辛或呋喃的可能性。該文氏管滌氣機1120可為不鏽鋼，製並具備一保護性內襯，並包括一可變化的控制口，以維持相當除去顆粒效率的內部流量。

該文氏管滌氣機系統1120可配備連接至緊急用水供應源的進水口。萬一電力或滌氣機幫浦1126失靈，導致該文氏管滌氣機內的循環停止，可以打開該文氏管滌氣機1120的進水閥口，以提供緊急用水。

該文氏管滌氣機的下游為一回流填充床滌氣機1128。該回流填充床滌氣機1128可用於將所接收的氣體降溫至大約攝氏55度，除去附隨於該接受氣體的顆粒，並吸收酸性氣體，例如硫化氫及氯化氫。為協助有效率地吸收這些氣體，來自該滌氣機循環槽1124的循環液體可維持在大約9至大約10的pH值。可以透過苛性滴液槽，連續滴入苛性溶液，而大致的維持該pH值。在本發明的某些系統中，可利用苛性溶液滴入幫浦，以維持該pH值。位於該填充床滌氣機1128頂端的乾填充，可作為一氣體除霧器，並吸附乘載於已淨化氣體內的液態水滴。一清洗線可提供用於該乾填充，並定時性地操作。

該共用滌氣機循環槽1124包括一具有外殼及水管的熱交換器，用以將該循環滌氣機液體的溫度維持在大約攝氏50度。為了達到這個溫度，可將冷卻水循環於該熱交換器的外殼側。

可提供一滌氣機幫浦1126的側流，透過一具有過濾盤及外框的壓濾機，持續循環，而攔截濕氣體及控制系統1118內，滌氣機液體中的顆粒。該壓濾機所攔截的物體可以帶回該滌氣機循環槽1124。所收集、清除之污泥可以定時性的去除、重新包裝，並送回容器900。

也可提供多數的抽風扇(ID風扇)，串接設置在該濕氣體及控制系統1118的下游。在本發明某些系統1100，可使用2個ID風扇1132。每個ID風扇1132可以由不鏽鋼扇葉構成，並置入軟鋼襯橡膠(MSRL)或軟鋼襯玻璃纖維強化塑膠(MSFRP)中，以抵抗因濕氣而生的大部分的腐蝕。將該ID風扇1132配置在下游，可協助容器900及廢棄物處理系統1100內其他部分中，負壓狀態的形成。該ID風扇1132也可以於操作期間，當容器900中產生壓力變化時，藉由一可變頻率驅動，而產生快速反應。

可使用一合成氣體收集槽1134，以收集清潔後的合成氣體。該合成氣體收集槽1134可具備約1.5立方公尺的容量，於約1,000 mmcg的壓力下收集合成氣體。在合成氣體收集槽1134中，可藉由一合成氣體能源回收系統1136處理該合成氣體。在本發明某些系統1100中，可以利用一加壓風扇，將合成氣體傳送至合成氣體能源回收系統1136。第6圖的無機及有機廢棄物的處理方法也同樣的可適用於第9圖至第11圖所述之該容器及系統。

本發明所述之該廢棄物處理系統，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之處，或與之保持一定距離之處。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)，用以存取或執行應用軟體，以及可連網路之通信埠。該電腦化控制系統可耦接於一電腦系統及/或伺服器，而執行一或以上之軟體程式，用以控制該廢棄物處理系統。該電腦化控制系統可以透過無線傳輸，或有線連接至一個或多個感測器、荷重元、偵測系統，而接收資料。該一個或多個感測器、荷重元、偵測系統係配置以提供該廢棄物處理系統內部環境或周圍環境之資料。這些資料偵測裝置可以偵測及/或將環境測量結果量化。該等測量可包括溫度(例如：一熱度的數值化量及/或高低極限)、有毒化學物、生物有害物(例如：一氧化碳、氧氣、甲烷等等)、煙霧、水、空氣品質、濕度、重量及/或壓力。從一資料偵測裝置所傳出，並由該電腦化控制系統所接收的資料，都可保留在一記憶體及/或資料庫，以供該電腦化控制系統加以處理。該電腦化控制系統可以即時或延時處理該資料，並可修改該接受及/或保留的資料，而形成新的資料結構。該新資料結構可以與對該接收及/或保留資料之數據分析有關。

本發明之某些廢棄物處理系統可利用一監督式控制及資料獲取系統(Supervisory Control and Data Acquisition system－SCADA系統)，一如PEAT國際公司所使用之電腦化控制系統。該SCADA系統可以在一電腦上運作，由該電腦配置之Windows作業系統加以執行，並可提供操作者圖形化說明及/或控制功能，以利操作該廢棄物處理系統。該SCADA系統可取得關於該廢棄物處理系統之測量資料(例如：溫度、壓力、電極之電流及/或電壓數值、電極在該電極槽組內的位置、所產生的合成氣體的組成、該廢棄物處理系統所產生的廢棄物的數量等)，並自動調整廢棄物進料速率、容器溫度、氧化劑的投入、氣體清潔及控制系統、排氣系統及該容器下游的其他子系統。該SCADA系統也可以控制每個廢棄物處理系統中，各元件之安全、連鎖及緊急停機程序。另一種作法為，該SCADA系統可以基於所接收之環境資料，而起始該系統的使用調整作業。保留於電腦化系統記憶體或資料庫的資料，可以由一顯示用終端機以圖形顯示並分析，或藉由印出的形式顯示並分析。

本說明書描述本發明之不同實施方式，對於相關技藝人士而言，其他更多能從本發明範圍推導出的實施例應屬明顯。因此，本發明並不受說明文字所限制，除非該限制為以下申請專利範圍及其均等範圍之限制。

100．．．廢棄物

102．．．廢棄物處理系統

104．．．合成氣體(Syngas)

106．．．玻璃化產物

108．．．熔解金屬

110．．．自然氣體補償物

112、114．．．其他應用

200．．．廢棄物處理系統

202．．．廢棄物進料系統

210．．．處理腔或容器

204．．．固態廢棄物進料系統

206．．．液態廢棄物進料系統

208．．．隔離門系統

210．．．容器

212．．．流放口

214．．．收集系統

216．．．氧化劑供應系統

218．．．氣體冷卻器及噴霧乾燥系統

220．．．活性碳注入及混合系統

224．．．滌氣機系統

240．．．氮氣系統

242．．．消毒系統

244．．．電漿火炬

304．．．不鏽鋼

224．．．滌氣機系統

226．．．鹽酸滌氣機

218．．．氣體冷卻器及噴霧乾燥系統

228．．．鹼性物質滌氣機

232．．．ID風扇

234．．．合成氣體收集槽

236．．．合成氣體能源回收系統

302．．．進料腔

304．．．進料斗

306．．．第一隔離門

310．．．非壓縮型進料腔

314．．．第一非壓縮型進料系統隔離門

312．．．進料斗

316．．．第二隔離門

318．．．噴嘴

328．．．火炬電極

320．．．第一反應器氧化劑注入系統

322．．．第一反應器腔

324．．．第二反應器腔

326．．．檔板

330．．．流放出口

332．．．第二氧化劑注入系統

334．．．噴嘴

402．．．流放電漿火炬

404．．．緊急排放口

406．．．人孔

500．．．容器

506．．．凸緣

502、504．．．電極元件

508．．．容器之較高部分

510．．．正極滑動平台

512．．．負極滑動平台

514．．．頂層

516．．．底層

700．．．廢棄物處理系統

702．．．洗滌系統

704．．．研磨後清洗機

706．．．苛性溶液源

708．．．填充床滌氣機

710．．．滌氣機液體循環槽及洗滌幫浦

900．．．容器

902．．．第一反應器腔

904．．．第二反應器腔

906．．．內部檔板

908．．．進料腔

910．．．進料斗

912．．．第一非壓縮型重力進料系統隔離門

914．．．第二非壓縮型重力進料系統隔離門

914．．．第二隔離門

916．．．噴嘴

918．．．第一反應器氧化劑注入系統

920．．．火炬電極

922．．．流放出口

924．．．第二反應器氧化劑注入系統

926．．．合成氣體出口噴嘴

1100．．．廢棄物處理系統

1102．．．廢棄物進料系統

1104．．．固態廢棄物處理系統

1106．．．液態廢棄物處理系統

1108．．．隔離門系統

1112．．．流放口

1114．．．收集系統

1116．．．氧化劑供應系統

1118．．．濕氣體清潔及控制系統

1120．．．高壓文氏管滌氣機

1124．．．洗滌循環槽

1126．．．滌氣機幫浦

1128．．．回流填充床滌氣機

1132．．．ID風扇

1134．．．合成氣體收集槽

1136．．．合成氣體能源回收系統

1142．．．消毒系統

1144．．．電漿火炬

本發明經由參閱以下圖式及詳細說明後，將可更易理解。圖中所示之元件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方式表現。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流程圖。

第2圖表示一廢棄物處理系統之方塊圖。

第3圖表示一可用於處理廢棄物之容器之示意圖。

第4圖表示一可用於處理廢棄物之容器之第二部份示意圖。

第5圖表示一可用於處理廢棄物之容器之部分截面圖。

第6圖表示一廢棄物處理系統之廢棄物處理方法之流程圖。

第7圖表示一廢棄物處理系統之第二流程圖。

第8A及8B圖表示一將廢棄物饋入廢棄物處理系統之流程圖。

第9圖表示一可用於處理廢棄物之容器之第二示意圖。

第10A及10B圖表示一將廢棄物饋入廢棄物處理系統之替代方式之流程圖。

第11圖表示一廢棄物處理系統之第三流程圖。

Claims (14)

1. 一種處理廢棄物的系統，包括：一容器，包含一反應腔；一廢棄物進料系統，用以將廢棄物饋入該容器之反應腔；一對電極，各電極穿過該容器之相對邊牆彼此分離，且每一電極延伸進入該反應腔中，靠近該反應腔底部的位置；及其中一電極包覆於一隔絕組成內，該隔絕組成包含一個滑動平台，該滑動平台具有一頂層及一底層。
2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該電極各包括一石墨電極。
3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該對電極包括一正極及一負極，且其中該隔絕組成進一步包括一正極滑動平台，該正極滑動平台由類似該反應腔底部耐火材質之一耐火材質構成。
4. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該隔絕組成進一步包括一負極滑動平台，該負極滑動平台包括一與該反應腔底部耐火材質不同之材質。
5. 如申請專利範圍第4項之系統，其中該負極滑動平台包括一低導電之材料。
6. 如申請專利範圍第1項之系統，進一步包括一馬達，用以改變一電極延伸進入該容器開放空間之量。
7. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該電極對可由該容器的外部進出。
8. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該正極包括一或多數可替換段，各可替換段具有一端，設置成與該一或多數可替換段之另一段之一端契合。
9. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該負極包括一或多數可替換段，各可替換段具有一端，設置成與該一或多數可替換段之另一段之一端契合。
10. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該反應腔以一延伸進入該容器內之擋板，與一第二反應腔部分分隔。
11. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該正極可由該容器的外部進出。
12. 如申請專利範圍第9項之系統，其中該負極可由該容器的外部進出。
13. 如申請專利範圍第3項之系統，其中該正極與該負極沿一水平面相對。
14. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該頂層包括一與底層不同之材質。