JP2009529421A - 廃棄物処理装置及び方法 - Google Patents

Abstract

廃棄物を熱分解により処理する装置と方法において、処理ごみは、再利用可能物質を熱分解用チャンバ（２４）内で捕捉するために、火格子（１８）を通して洗い流される。熱分解は、４００〜７００℃の温度で実施され、また、オフガスは、水路に放流するためにスクラバ（１３）の溶媒に溶解される。水は、処理物質を洗い流すとともに、チャンバを洗浄にするために、配管を通り過熱蒸気としてチャンバに導入される。再利用可能ごみは、再利用不可ごみを熱分解し、処理した再利用不可ごみを、液体排出口（８）を介して洗い流すことにより再利用不可ごみから分離される。装置は、モジュール式の独立型ユニットとして作製され、電源、給水口及び下水システム（１６）に接続するためのプラグを有し、また、容量が０．０１〜０．５ｍ^３の範囲のチャンバを備える。

Description

本発明は、廃棄物を処理する装置と方法、とりわけ商業施設、独立住宅（ｄｏｍｅｓｔｉｃ ｒｅｓｉｄｅｎｃｅｓ）及び集合住宅（ｍｕｌｔｉ−ｏｃｃｕｐａｎｃｙ ｒｅｓｉｄｅｎｃｅｓ）を含む種々の発生源からの廃棄物を処理する装置と方法に関する。

家庭の（衛生）廃棄物を処分するための熱分解については、特許文献１から知ることができる。船舶には、少量の衛生廃棄物を処理するために、小型の熱分解ユニットが設置されている。これらのユニットには、熱分解の開始前に空気を排出するとともに、廃棄物処理の完了後に残留物をユニットから能動的に排出するための真空ポンプを必要とする多段階の処理方法が採用されている。少量で同一源の衛生廃棄物だけを処理することに加え、該ユニットは、しばしばトイレの一区画内という、ユーザに近接する位置にも設置される。

廃棄物の大規模な産業用熱分解装置については、とりわけ、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６から知ることができる。工業規模の熱分解施設は、廃棄物が搬入されるようになっていることが必要である。それらは高温で連続して運転され、また、これらの高温に瞬間的に曝されることと、処理される廃棄物の種類のために、これらの施設は、ダイオキシン類を含む大量の有毒ガスを発生する傾向にある。これらのオフガスは、一般には燃焼チャンバに送られる。次いで、このチャンバからの排出ガスは、大気中に放出する前に、任意でさらに処置される又はユニット向けの熱供給のために使用される。

また、小型の熱分解装置については、とりわけ、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５から知ることができる。

また、熱分解は、例えば特許文献１６の自己洗浄機構のように、家庭用オーブンとの関連において知られている。
国際公開第００／２０８０１号明細書 米国特許出願公開第２００４／０１６８６２１号明細書 欧州特許第０７２４００８号明細書 欧州特許第６９２６７７号明細書 欧州特許第０５０５２７８号明細書 欧州特許第０６１０１２０号明細書 特開２００５‐１４０３４６号公報 特開２００２‐０８１６２３号公報 特開２００１‐０６２４３７号公報 特許第６０１０５８１５号公報 欧州特許第１３７１７１３号明細書 米国特許第３７７９１８２号明細書 国際公開第０２／４０６１８号明細書 英国特許第２２８９３２４号明細書 英国特許第２３１０４８５号明細書 米国特許出願公開第２００５／０１４５２４１号明細書

都市ごみの処分は、この廃棄物の大部分が廃棄物処分場に埋め立てられる状況にあって、大きい問題になっている。処分対象のごみの容量を減少させるために、再利用を促進する動きが広がっている。一般廃棄物については、このために、住民の一定レベルの協力が必要であるが、成功の程度は種々異なる。

新たな廃棄物処分場に好適な場所は、地下水の汚染を回避するため及びその他の環境上の配慮から課される厳しい水分地質学的条件のために比較的限定されている。手短に言えば、好適なごみ処分場が次第に少なくなり、廃棄物の処分については、代替の方法が緊急に必要になっているということである。

焼却は、埋立処分の代替として広く利用されている方法の１つではあるが、これは、大規模な工業施設を建設する必要があり、時間と費用を要する方法である。また、世論は、とりわけ地域内でのガス放出には異議ありの立場から、しばしばこれらの施設建設に反対する。廃棄物を焼却する方法は、発生するガスが不可避であるために、汚染物質を除去するための複雑なガス処理機構を併設することが必要になる。

廃棄物の熱分解は、埋立処分と焼却の代替であるが、連続運転の産業用熱分解施設を必要とする。廃棄物は、処理の前に収集してこれらの施設に搬入しておかなければならない。処理される廃棄物が不均質であり、また、高温で熱分解が行なわれるために、有毒排出物質が通常発生する。これらを大気中に放出することは好ましくないために、熱分解施設には、複雑なガス処理システムを併設しなければならない。

本発明は、独立住宅及び大規模住宅の現場において、廃棄物を処理する方法と装置を提供することを目的とする。本発明の特定の実施形態の目的は、集合住宅と独立住宅、並びにスーパーマーケットやレストランのような商業施設に設置できる装置と方法を提供することである。別の目的は、廃棄物搬送の必要性を軽減する及び／又は無くし、廃棄物が埋立処分されることを阻止することにより、地方自治体が再利用指令の要請に応えることができるようにすることである。本発明のさらに別の目的は、再利用の方法を容易にすることにより住民のより強い協力を得て、再利用可能物質を収集する効率を大幅に向上させることである。

従って、本発明は、熱分解と燃焼の工程を組み合わせた廃棄物処理の方法と廃棄物処理を実施するための装置を提供するものであり、当該方法と装置は、ここに説明する本発明の１つ又はそれ以上のいずれかの観点の組合せ又は全ての観点の組合せを含む。

本発明の第１の観点（ａｓｐｅｃｔ）は、熱分解と燃焼による廃棄物処理の方法を含み、処理された廃棄物は、再利用可能物質を捕捉するために、水により火格子を通して洗い流される。この観点の装置は、廃棄物処理領域とチャンバの排出口との間に火格子を備えた熱分解チャンバを有する。

本発明の第２の観点は、廃棄物を４００〜７００℃の温度で熱分解することを含む。

本発明の第３の観点は、熱分解と燃焼によって発生したオフガスを溶媒に溶融させ、該溶媒を、例えば下水道に処分することを含む。この観点の装置は、ガス処理用の溶媒を貯留する貯槽、熱分解チャンバガスを排出するための排出口、及びチャンバを出るガスが溶媒に溶融するようにタンクと一体的に構成された導管を有し、該溶媒は処分される。

本発明の第４の観点は、処理した物質を洗い流すとともに、チャンバを洗浄するために、水を過熱蒸気の形態でチャンバに導入することを含む。この観点の装置は、チャンバの壁の配管を有し、使用時に、配管を介して水がチャンバに供給され、チャンバの高温の壁により熱せられ、過熱蒸気としてチャンバに送り込まれる。

本発明の第５の観点は、混合ごみ中の再利用可能ごみを再利用不可ごみから分離する方法を提供し、当該方法は、混合ごみ中の再利用不可ごみを、熱分解と燃焼により処理すること及び処理した再利用不可ごみを水で洗い流すとともに、再利用可能ごみを保持することを含む。

本発明の第６の観点は、独立型であるとともに、電源、給水口及び下水システムに接続するためのプラグを有する、モジュール式の熱分解・燃焼装置である。

本発明の第７の観点は、容積が０．０１〜０．５ｍ^３の範囲であるチャンバを有する熱分解・燃焼装置である。

より詳細に説明すると、本発明の第１の観点は、廃棄物をチャンバに投入すること、廃棄物を熱分解させるために、廃棄物を高温に加熱すること、廃棄物を燃焼させるために、チャンバに酸素を導入すること、及び燃焼ごみを水でチャンバから洗い流すことを含む廃棄物処理の方法を提供するものであり、燃焼ごみは、再利用可能物質を捕捉するために、水により火格子を通して洗い流される。処理ごみは、大部分が微細な灰であるために、火格子を通して、例えば下水道又は他の水路へと容易に洗い流すことができる。廃棄物は、このように現場で処理される。

火格子（ｇｒｉｄ）は、チャンバの外側、例えばチャンバの排出口と水路への入口の間に配置することができる。しかし、それは、棚又はその一部を都合よく構成するよう、チャンバ内に配置することが好ましく、また、当該方法は、チャンバに導入される廃棄物を火格子に載置することを含む。

当該方法は、再利用可能ごみの分離を可能にするために、再利用可能物質を火格子からチャンバの外の容器に移送することを含む。集められた再利用可能物質は、ここでも不用意に埋め立てられないよう、再利用のために搬出することができる。「再利用可能ごみ」の用語は、ここでは、本発明の廃棄物処理サイクルの後に灰にならない一般的に再利用が可能な物質を意味し、これらの物質は、通常は金属とガラスである。

それ故に火格子は可動式であることが好ましく、また、当該方法は、火格子が再使用可能物質を捕捉する第１の位置と再使用可能物質を容器に移送することができる第２の位置との間で、火格子を移動させることを含むことが好ましい。このように、火格子は、熱分解を行う毎に又は廃棄物処理のサイクルを複数回行った後に、簡単且つ、任意で自動的に再使用可能物質を移送できるようになっている。運転を容易にするために、火格子は、装置の自動的な監視と運転に関与するシステムのような制御システムにより動作が制御される。

さらに別の実施形態において、当該方法は、廃棄物の熱分解中に火格子を揺動させることを含む。これにより、廃棄物内部への熱の伝導が促進されるために、チャンバ内の廃棄物全体のより完全な熱分解が行なわれる。

この観点の熱分解・燃焼装置は、密閉可能なチャンバ、チャンバ内の廃棄物処理領域、廃棄物をチャンバに投入するための投入口、処理ごみを排出するための排出口、加熱要素、及び廃棄物処理領域と排出口との間の火格子を有する。運転中に、一般にガラスや金属のような再利用可能な物質を多く含有する未処理物質は、捕捉されていて洗い流しされないために、再利用することが可能である。

火格子は、チャンバ内に広がる棚を構成して、処理廃棄物を保持することが好ましい。火格子は、また、チャンバ内のかごである又はその一部である。このように、火格子は、廃棄物を熱分解中に処理領域に配置する及び／又は保持するために用いることができる。以下により詳細に説明する装置において、火格子は、チャンバの底に向かって傾斜していながらも、チャンバの床より僅かに上がっている棚を構成する。廃棄物は、棚の上に配置して、そこに支持される。熱分解と燃焼による処理の後に、発生した灰は、水により火格子を通って床の上に、次いでチャンバの外へと洗い流されるが、分解されなかった大きい粒子は通常は捕捉される。床は、一般に、水がチャンバを出るバルブ付き排出口に向けて傾斜している。

火格子は、チャンバの洗い流し時に、分解されなかった物質が捕捉される第１の位置と、分解されなかった物質をチャンバの外の容器に移送することができる第２の位置との間で動かすことができることが好ましい。これにより、再利用可能ごみのチャンバからの排出が容易になる。

火格子を第１と第２の位置との間で動かす制御装置及び火格子を揺動させる機構が、火格子には付属している。

火格子の目的は、粒子状物質を捕捉して水路へ流出しないようにするとともに、残留灰は容易に洗い流すことができるようにすることである。このために、火格子は、１５ｍｍ以下の径、１０ｍｍ以下の径、７ｍｍ以下の径、又は５ｍｍ以下の径の複数の孔を有する。特定の実施形態において、火格子は、径が約３ｍｍの複数の孔を有する。通常、孔はいずれの形状であってもよいが、円形又は四角形の孔が一般的である。火格子の孔は、運転中に廃棄物処理サイクルで発生する残留灰により閉塞することがないよう小さ過ぎてはならないために、径は、好ましくは少なくとも１ｍｍ、より好ましくは少なくとも２ｍｍである。

装置は、また、２つ又はそれ以上の火格子を組み合わせて有していてもよい。例えば、第１の大きさの複数の孔を備える第１の火格子、及び第１の火格子と排出口との間に在り、第２の大きさの複数の孔を備える第２の火格子を有していてもよく、この場合、第１の大きさは第２の大きさより大きい。この第２の大きさの火格子は、一般に２ｍｍ以上又は３ｍｍ以上であるが、第１の大きさより小さい径の孔を備えるとともに、チャンバの排出口近くに配置され、捕捉物質を大きさに応じて２つに分離し、また、火格子が１つだけの場合は、閉塞を阻止するか、その可能性を小さくすることができる。好適な孔の組合せは、第１の火格子が１５ｍｍ以下で、第２の火格子が１０ｍｍ以下、好ましくは７ｍｍ以下、又は、第１の火格子が１２ｍｍ以下で、第２の火格子が１０ｍｍ以下、好ましくは７ｍｍ以下、若しくは、第１の火格子が１２ｍｍ以下で、第２の火格子が７ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下である。

火格子は、また、チャンバ内のかごである又はその一部を構成し、チャンバから取り出すことができるようになっていることが好ましい。運転するときには、廃棄物をチャンバの外でかごの中に配置し、廃棄物を収容したかごを、処理のためにチャンバ内に配置するようにした方が便利である。

本発明の第２の観点による廃棄物処理の方法は、チャンバに廃棄物を投入すること、廃棄物を熱分解させるために、廃棄物を高温に加熱すること、廃棄物を燃焼させるために、酸素をチャンバに導入すること、及び燃焼ごみを水によりチャンバから洗い流すことを含み、熱分解させる高温は４００〜７００℃である。このような高温で運転するとともに、処理の完了後にチャンバと内容物を急速に冷却して処理サイクルを比較的短くすることにより、一般的な熱分解ユニットにおいて発生する、極めて有毒な複数の種類の汚染物質の生成を防止する又はその生成を減少させるとともに、再利用可能物質を除くほぼ全ての廃棄物を処理することが可能になる。このように、本発明の利点は、オフガス洗浄を実施することにより現場での放出を減少させることができることであり、本発明のとりわけ好ましい実施形態は、装置から排出されたオフガスを、例えば下水システムの通気口から排出することにより、現場での放出がほぼゼロになるように運転することが可能である。

熱分解の温度は、好ましくは５００〜７００℃、より好ましくは５００〜６００℃である。以下により詳細に説明する当該方法の特定の実施形態において、システムは約５５０℃で運転される。

さらに、燃焼は、通常は４００℃以上、好ましくは少なくとも４５０℃、より好ましくは少なくとも５００℃の高温で行うことが好ましい。本発明の装置を通常通り運転するとき、チャンバは、熱分解温度まで加熱され、次いで、チャンバに対する別段の加熱又は冷却を行うことなく、燃焼が次の段階として実施される。燃焼により発生した熱は、一般に、廃棄物内部を高温に維持し、また、その熱含有量に応じて温度の僅かな上昇が起きるために、チャンバの加熱器のスイッチは、燃焼中は通常は切られている。熱は、オフガスを放熱器又は熱交換器内を流すことによりチャンバから除去することが可能であり、取り除いた熱は、別の用途に利用することができる。また、チャンバの温度は、チャンバ内への空気の流入量を調節することにより制御可能である。燃焼中のチャンバ温度は、通常は８００℃を超えず、７５０℃又は７００℃を超えないことが好ましい。

大容量のチャンバを備える、本発明の特定の実施形態は、熱分解の準備としてチャンバを加熱するとき暖かい空気をチャンバ全域に均一に拡散させるために、好ましくはファンから成る空気循環装置を含む。空気は、循環路の加熱器により加熱又は再加熱することができる。これにより、熱は、より効果的に投入された廃棄物内に伝導されるために、熱分解工程中の分解速度が速められる。空気は、熱分解及び／又は燃焼の工程中は継続して循環される。小型のチャンバのとき、熱は、空気の循環を行うこともなく、少量の投入廃棄物内部に十分に速く到達することができる。

熱分解工程の継続時間は、廃棄物の量により変わるが、その限界値は、チャンバの容量によって決まる。本発明の装置は、一般に、独立住宅と集合住宅、及び小規模の商業施設において使用するように設計されている。廃棄物は、一般に環境温度でチャンバに投入され、次いで、チャンバの密閉後に、チャンバを運転温度まで加熱するために加熱器のスイッチが入れられる。現在までに作製されて試験が行なわれた装置において、この加熱工程は、必要な運転温度、チャンバの容量及びチャンバ内の廃棄物量によって変わるが、通常は２〜２０分、好ましくは５〜１０分を要する。オフガスは、運転中に温度が上昇するにつれて、留分に分かれて発生することが見出されており、このために、特定の有毒成分、とりわけダイオキシン類とフッ素化合物の発生量が、工業的熱分解装置との比較において少なくなっていると考えられている。そのような装置において実施される方法は、一般に廃棄物を１０〜９０分間、好ましくは２０〜６０分間高温に保持することを含む。当該方法の、以下により詳細に説明する特定の実施形態において、熱分解工程は、約３０分の継続時間を有する。

本発明の複数の実施形態には、サイクル長を制御するために、知的計時システムが用いられる。これらのシステムは、発生するオフガスの温度をモニタし、それによりサイクルの継続時間を調節することができる。これらのシステムは、処理工程の電力使用効率を向上させる。一実施例において、制御システムは、例えばチャンバ内の廃棄物に近接して配置された熱電対を介してオフガスの温度又は量をモニタし、予め決められた温度（約４５０〜５００℃）に達したとき燃焼を開始する。別の実施例において、制御システムは、チャンバからのオフガスの温度をモニタし、該温度が予め決められたレベル（３００〜４００℃）まで低下したとき燃焼を終了し、（過熱蒸気としての）水を導入することによりチャンバの冷却と洗浄を開始する。別の方法は、チャンバの冷却速度をモニタし、その速度が、チャンバの自然冷却速度に近づいたときに燃焼を終了させる。

現場で運転される、本発明の実施例において、装置は、チャンバ容量と処理廃棄物について予測された特徴に基づいて、予めプログラムされた熱分解工程を実施するように構成されている。該工程は、熱分解工程の継続中は高温に維持され、廃棄物の５０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上が分解されるように構成されている。現実には、とりわけ分解されず、再利用のために取り出される金属やガラスのような再利用可能物質が存在するとき、処理を１００％実施することは問題があり、また、エネルギー効率も低下する。システムは、予想される廃棄物の量と組成に基づき、廃棄物の６０〜９５重量％が熱分解されるように所定の変数が設定される。

本発明の第３の観点において、廃棄物を処理する方法は、廃棄物をチャンバに投入すること、廃棄物を熱分解させるために高温まで廃棄物を加熱すること、廃棄物を燃焼させるためにチャンバに酸素を導入すること、燃焼ごみを水によりチャンバから洗い流すこと、熱分解及び／又は燃焼により発生したガスを溶媒に溶融させること、及び溶媒を処分することを含む。従って、これらのガスは放出又は燃焼処理に替えて、溶融される。

公知の熱分解装置と焼却装置の不利な点は、廃棄物処理の初期段階のオフガス燃焼による高熱のために、ダイオキシン類とフッ素化合物が発生するということである。不完全燃焼により有毒化学物質が大気中に放出されるという危険性があるために、計画には、環境問題に基づく反対が持ち上がる。本発明においては、水によりチャンバから洗い流されるダイオキシン類、フッ素化合物及びその他の汚染物質のレベルは、許容範囲に入るほど低く、それは、非常に低いために環境問題を引き起こさない又はそのような成分を燃焼させたときより少なくとも発生量が小さいことが見出されている。水路への廃棄は、容易で景観を悪化させることもなく、また、汚染物質を熱分解設備の近隣に放出することもない。溶媒は、下水システムに放流することができる。

本発明の特定の実施形態は、運転中に、通常発生する量より非常に少ない量の有毒ガスが、熱分解及び／又は燃焼に伴って発生する。この予測もしない結果をもたらした要因は、廃棄物の環境温度（１００℃未満）からの間接的な加熱とともに、比較的低い最高温度および急速な冷却工程に関係していると考えられている。

熱分解及び／又は燃焼により発生した廃ガスは、溶融を促進するために撹拌水システムの中を通すことが好ましい。ガスは、任意で軟水を含むとともに、任意でガスの溶融を促進する添加剤を含有する溶媒中を泡の形態で通される。

ガスは、全量が溶媒に溶融しないために、その後に、ガス洗浄チャンバで濾過することが好ましい。当該方法は、また、非溶融ガスを下水システムに流すことを含んでいてもよい。このために、一実施形態において、溶媒に溶融することなく濾過された又はフィルタに捕捉された排出ガスは、下水道に流される。これらのガスは、その後汚水管を通り、排気筒から排出される。発生後に濾過された排出ガスは、ほぼ無色無臭であり、主に、例えば二酸化炭素と一酸化炭素から成る。

好ましい実施形態において、処理により生じた副生成物は全て下水道に処分される。

廃棄物をサイクル内で処理する、本発明の別の、しかし関連した方法は、熱分解及び／又は燃焼により発生したガスを溶融させるために新しい溶媒を供給すること、オフガスを溶媒に溶融させることを含む、本発明による廃棄物を処理する方法を実施して、使用済みとなった溶媒を処分すること、及びサイクルを繰り返すことを含む。当該方法は、チャンバ内の廃ガスの発生量をモニタし、廃ガスが発生して、予め決められた温度より下がった後に、燃焼物のチャンバからの洗い流しを開始することを含んでいてもよい。ガスの発生量は、処理が完了に近づくと減少するために、ガスの発生量をモニタすることは、処理対象の廃棄物が殆どなくなった時点を検出するための有効な手段である。

この観点の熱分解装置は、密閉可能なチャンバ、チャンバ内の廃棄物処理領域、チャンバに廃棄物を投入する投入口、処理ごみを排出するための排出口及び加熱要素を有し、当該装置は、ガス処理の溶媒を貯留する貯槽、ガスをチャンバから排出するための排気口、及びチャンバを出るガスが溶媒と接触して溶融されるよう、貯槽及び排気口と一体的に構成された導管をさらに有する。

以下に説明する、本発明の一実施形態において、導管は、ガスを、溶媒中を泡の形態で通すようになっている。別の構成では、ガスは、溶媒蒸気で飽和された雰囲気ガス中を通される、若しくは、ガスは、例えば溶媒の噴霧中を通ることにより溶媒の液滴と混合されるようになっている。ガスを溶融させた溶媒は、貯槽に還流される又は貯槽に保管され、サイクルの一部として又は別途処分される。

溶媒に溶融しなかったガスを濾過するためのフィルタを有するガス洗浄チャンバが、任意で導管の下流側に設けられている。実施例に用いたガスフィルタは粒状炭素を内包しており、フィルタは、例えば洗浄して再利用するために取り外しできることが好ましい。フィルタは、セラミックフィルタであることが好ましい。通常、フィルタは毎年交換される。使用後のフィルタは、特定廃棄物処分場に廃棄される。

本発明の第４の観点は、廃棄物をチャンバに投入すること、廃棄物を熱分解させるために高温まで廃棄物を加熱すること、廃棄物を燃焼させるためにチャンバに酸素を導入すること、燃焼ごみを水によりチャンバから洗い流すことを含み、水はチャンバに過熱蒸気として導入される、廃棄物を処理する方法を提供する。

蒸気は、運転中にチャンバを冷却するとともに洗浄し、処理物質の残留灰を洗い流す。これは、便利で効率の良い方法である。チャンバは、清潔そうに見えるため、ユーザには受け入れやすい。チャンバ内に、見苦しい又は不愉快な匂いの残留物が残る危険性は小さい。

洗い流すための水は、チャンバの壁の配管を介してチャンバに導入されるが、水は、配管内を通過するときに熱せられて過熱蒸気になる。このように、水は、チャンバの熱により所望の温度にまで加熱される。また、チャンバは、次の運転サイクルのために適宜冷却される。

燃焼行程は、チャンバ内の物質に、通常は空気として供給される酸素を届ける段階を含む。当該方法は、チャンバの壁の配管を介してチャンバに酸素を導入すること、及び、その後に同一の配管を介してチャンバに水を導入することを含む。このことは、共通の配管を有効に利用することにより、システムの構成を簡素化する。配管は、壁の内部、壁の外、又はチャンバの内部に在ってもよい。チャンバに（空気中の）酸素を、次いで水を導入する配管は、通常は径が３〜１５ｍｍ、より好ましくは５〜８ｍｍである。

少量の水から大量の蒸気が発生するために、当該方法は、洗い流しに水だけを使用する方法に比べ効率的である。従って、チャンバは、チャンバ容積の５０％以下の、好ましくはチャンバ容積の３５％以下の量の水によって洗い流すことができる。

以下に説明する実施例において、当該方法は、蒸気を燃焼ごみに向けて放出するノズルを介して過熱蒸気をチャンバに導入することを含む。これにより、残留物を粉砕してチャンバから洗い流すことが容易になる。

当該方法は、蒸気をチャンバの壁に向けて放出するノズルを介して蒸気をチャンバに導入することを同時に又は別途含んでいてもよい。これにより、チャンバの壁がきれいになるとともに、洗い流しが容易になる。

好ましい実施形態において、当該方法は、とりわけ燃焼物質に向けられた（即ち物質が存在すると考えられる、チャンバ内の位置に向けられた）、及びチャンバの壁に向けられた複数のノズルを介して蒸気をチャンバに導入することを含む。蒸気は、可動ジェットの形態でチャンバに導入することが好ましい。

この観点による装置は、密閉可能なチャンバ、チャンバ内の廃棄物処理領域、チャンバに廃棄物を投入するための投入口、処理ごみを排出するための排出口、加熱要素、水の貯槽、及び運転中にチャンバに導入される水が、チャンバの壁により熱せられた後に過熱蒸気としてチャンバに入るようチャンバの壁の配管系に連通する、水の貯槽とチャンバ間の導管を有する。

１つ又はそれ以上の、好ましくは固定式のノズルが、チャンバに導入される蒸気を案内するように設けられている。

（通常は空気の形態の）酸素の供給系統は、配管によりチャンバに接続されているとともに、運転中に、酸素を配管を介してチャンバに供給し、その後に、水を同一の配管を介してチャンバに供給するように構成されていることが好ましい。流量は、チャンバの大きさを含む要素により種々変わるが、我々は、空気の流量を２５〜２００Ｌ／ｍｉｎにして実施形態を行った。

本発明の第５の観点は、混合ごみをチャンバに投入すること、再利用不可ごみを熱分解させるために、混合ごみを高温に加熱すること、再利用不可ごみを燃焼させるために、チャンバに酸素を導入すること、燃焼ごみを水によりチャンバから洗い流すとともに、再利用可能ごみをチャンバに保持すること、及び保持した再利用可能ごみを別の容器に移送することを含む、混合ごみ中の再利用可能ごみを再利用不可ごみから分離する方法を提供する。

本発明の第６の観点は、密閉可能なチャンバ、チャンバ内の廃棄物処理領域、チャンバに廃棄物を投入するための投入口、処理ごみを排出するための排出口、及び加熱要素を有するモジュール式熱分解・燃焼装置を提供し、当該装置は、独立型であるとともに、電源、給水口及び下水システムに接続するためのプラグを有する。

家庭用又は小規模ビジネス用の装置は、主電力供給システムに接続するためのプラグを有する。大型の装置は、三相電力供給システムに接続される。

設置と撤去を容易にするための引込み式車輪と同様に、水の軟水化ユニットは、一般に当該装置の一部を成す。

本発明の第７の観点は、密閉可能なチャンバ、チャンバ内の廃棄物処理領域、チャンバに廃棄物を投入するための投入口、処理ごみを排出するための排出口、及び加熱要素を有し、チャンバの容量が０．０１〜０．５０ｍ^３の範囲である熱分解装置を提供する。

チャンバ容量は、好ましくは０．０２〜０．３０ｍ^３、より好ましくは０．０３〜０．２０ｍ^３又は０．０４〜０．１０ｍ^３の範囲である。容量が約０．０６ｍ^３と約０．１４ｍ^３のチャンバは、これまでに問題なく試験を行うことができた。

本発明の実施形態において、本発明の２つ又はそれ以上の観点は、特定の方法又は装置に一体化されている。極めて好ましい方法は、本発明の全ての観点の方法を含み、また、極めて好ましい装置は、本発明の全ての観点の装置を有する。

本発明の集合住宅用の装置は、壁が、例えばステンレスのような耐熱性材料を用いて作製されているとともに、通常はオーム加熱式の加熱要素、（熱をチャンバの中心部に向けて反射する）反射層、断熱層、及び（外面を冷却するための）ウォータジャケットを備える密閉可能な分解用チャンバを有する。チャンバ本体は、通常、内部の圧力が予め決められた閾値を超えたときに作動する排気弁などの安全システムを備える。チャンバは、一般に丸みを帯びており、円形又は楕円形であってもよい。

チャンバの蓋は、十分に断熱が施されており、また、通常はチャンバとの間に気密の境界部を構成する。これは、一般にゴムにより形成したシールを用いることによって達成され、また、蓋には、これらのシールを保護するために冷却システムが設けられている。

一実施形態のチャンバは、直径約５００ｍｍ、深さ約６５０ｍｍであるために、容量は約１３０Ｌ（０．１３ｍ^３）になり、２つ又は３つの白色ごみ袋を収容することができる。チャンバの大きさ及び／又は充填率が増すに従い、熱をチャンバ中心部に有効に伝導することが困難になるために、熱が効果的に散逸されるよう、任意で内容物の撹拌が行なわれる。

この装置は、集合住宅に好適であり、一般に三相電源が必要である。小さい独立住宅においては、小型のチャンバの消費電力は小さく、加熱要素には３ｋＷで十分である。チャンバの排出口は、好ましくは直径が７５〜１００ｍｍの一般に弁付き配管を介して、通常は下水道に接続されている。弁は、例えば１００℃を超える高温に曝されないよう、分解用チャンバから少し離れた位置に配置されている。分解用チャンバは、放熱器又は熱交換器を介して、１つ又はそれ以上のガススクラバとガス洗浄チャンバの複合装置に別の配管により接続されている。これらの装置は、軟質化した水道水を閉サイクルで使用し、また、上述の弁の下流側の下水道接続部を介して、通常はガスを大気中に放出することが好ましい。ガススクラバチャンバは、通常は約４Ｌの水を使用し、また、一般に各々の熱分解サイクルの前に清浄な水で満たされる。放熱器の主たる機能は、洗浄と濾過の前にオフガスを冷却することである。放熱器は、内部を流れるガスの温度を約６００℃から約２００℃まで冷却する、好ましくは１００℃より低い温度にまで冷却するために、放熱を促進する。放熱器は、また、熱を、家庭での洗濯や暖房のような別の用途に再利用できるようにする。

ガススクラバとガス洗浄チャンバは、ガス放出の２つの工程を制御する。ガススクラバは、ガス中の汚染物質を溶媒に溶解させる水撹拌システムを備える第１の工程であることが好ましい。ガス洗浄は、粒状炭素を内包する炭素フィルタを用いる第２の工程であることが好ましい。このフィルタは、一般に取外し可能であり、定期的に洗って再利用することができる。被覆又は無被覆のセラミックフィルタを用いることがより好ましい。これは、毎年交換される。

当該方法は、熱分解が起こるよう高温で実施され、温度は、一般的には４００〜７００℃、より一般的には５００〜６００℃であり、特定の実施形態において、本発明の方法は、約５５０℃で実施される。この温度は、内容物の組成を分解できることが見出されている。低温の場合には、骨のような特定の廃棄物の分解が不十分になり、一方、高温の場合には、有毒ガスの発生が増大するために、有毒ガスの放出又は機械の構造体に用いられる部材に係る問題が生じる。

とりわけ廃棄物の含水率が比較的高いときの任意の方法は、過剰水分を追い出すために、廃棄物を約１００℃の温度に保持する別の初期工程を追加することである。このために、加熱器は、例えば約１５０〜２００℃に維持され、また、チャンバの温度はモニタされる。温度が１００℃を超え始めて、含水率が非常に低い値になったことを示したとき、加熱器は、例えば５００℃に昇温される。

水が燃焼行程の後にチャンバに導入されるが、この水は好ましくは軟水化した水道水であるために、水あかの堆積が防止される。生じた温水は、下水道に放流する、住宅の暖房システムに利用する、又は次の廃棄物の予熱に用いてもよい。さらに、任意で、熱分解の後に、水を外側のウォータジャケットを通過させた後に分解用チャンバに導入してもよい。

当該装置の通常の運転においては、廃棄物を分解用チャンバに搬入して蓋を密閉後に、チャンバは約５５０℃に加熱される。熱分解中に発生するオフガスの量はモニタされ、これらのガス量は、廃棄物の分解が進むと減少し、予め決められた閾値を下回ったとき加熱器のスイッチが切られる。次いで、空気が、加熱コイルの中を通ってチャンバに導入されるが、入口での温度は約５００℃＋である。空気を導入することにより、分解用チャンバ内の残留廃棄物の燃焼が始まる。外部からの熱の供給はこの段階では行なわれないが、熱分解段階の熱は保存される。流入する空気の量は、大きい流量にした場合チャンバの温度が上限を超えるために、約１００Ｌ／ｍｉｎに維持される。燃焼中のガスの排出はモニタされており、廃棄物が残存している間は、チャンバからの排気量が空気の流入量より多い。ガスの排出量が設定閾値を下回ったとき、空気の流入が遮断され、６〜７Ｌの水が配管系を介して導入される。廃棄物の量が多いときには、これより大きい水量が必要になる。水は、約５００℃＋の過熱蒸気としてチャンバに導入されるが、この工程の熱衝撃に耐えることができるようにするために、インコネル（商標）の配管系が装置には用いられる。過熱蒸気を導入したときにはガス量の急増が発生するために、下水道接続部が、蒸気導入の直前に開かれる。蒸気によりチャンバ内部が洗浄され、灰は、下水道へと洗い流される。不燃物質は、金属火格子により保持され、再利用のために取り出される又は次のサイクルのために装置内に留められる。複数の熱分解可能物質は、完全な分解のために２サイクル又は３サイクルを要する。蒸気導入の約１分後には、分解用チャンバの内部温度が１００℃未満に低下するために、蓋の開放が安全になり、装置では次の運転が行なわれる。

熱分解サイクル完了後の非分解ごみは、１つ又はそれ以上の火格子がチャンバの排出口の前に配置されているために、分解用チャンバに保持される。廃棄物中のガラス及び／又は金属は、運転時の熱分解工程により分解されることはないために、ガラス及び／又は金属は、チャンバを蒸気／水により洗い流した後に火格子から回収される。火格子の孔は、処理ごみ中の灰は通過できるように設計されており、一般には、径が少なくとも１ｍｍであり、より詳細には、孔は概ね四角形又は概ね円形であり、四角形の場合には約１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさ、円形の場合には１０ｍｍの径、又はそれ未満を有し、好ましくは約７ｍｍ×７ｍｍ又は約７ｍｍの径、又はそれ未満、より好ましくは約５ｍｍ×５ｍｍ又は約５ｍｍの径、又はそれ未満である。特定の実施形態において、約３ｍｍ×３ｍｍの孔の火格子が用いられた。火格子は、非処理物質を別の容器に移送するために、熱分解サイクルの完了後に装置から取り出されるが、この取り出しは、手動で又は自動化処理工程の一部として行なわれる。

当該装置は、ビルの既存の設備に取り付けることが可能であり、また、システムに投入できる物質（の大きさ）を制限することが好ましい。このために、当該装置は、システムに投入できる物質の大きさを制限する供給装置を有していてもよい。任意で、本発明は、熱分解中に熱を効果的に分散させるために、分解用チャンバの内容物を撹拌する装置を有していてもよい。任意で、本発明は、廃棄物が分解用チャンバに直接衝突したきの衝撃を防止する又は緩和する機構を有していてもよい。

廃棄物の発生／処分は、間欠的であることが知られているが、本発明については、「運転」と「休止」の時間を有効に管理できるようになっていることが望ましい。そのために、本発明は、廃棄物の投入を制御する装置を有し、該装置は、緩衝貯蔵システムの形態であることが好ましく、任意で貯蔵ホッパー及び／又はベルトコンベヤを有していてもよい。

本発明の装置は、集合住宅での廃棄物を分解するために用いられる。本発明は、廃棄物をその発生場所から分解／処分場所まで搬送する必要性を無くす。本発明は、さらに、埋立処分場の必要性を低下させて、地方自治体が近い将来の廃棄物処分に関する欧州指令に適合できるようにする。

本発明は、熱分解を少量のガス放出で実施する方法を提供する。廃棄物が（瞬間的にではなく）徐々に熱に曝されること、廃棄物の内容、及び、この廃棄物の熱分解温度が比較的低温であるということのために、工業規模の熱分解装置との比較において、有毒化学物質の発生量が少ない。熱分解により発生するダイオキシン類とフッ素化合物は、水に比較的溶解しやすいために、ガスの処理を行った後は下水道に処分できるレベルに低下する。

当該熱分解システムは、個々の顧客に適合させることが可能であり、また、廃棄物の種類と量が、必要なユニットの大きさ及び必要とされる温度を決定する。以下に説明する実施例において、当該装置と方法は、プログラム可能な論理制御器により制御される。本発明のこの後の実施形態は、製造コストを下げるために、上記に替えてマイクロプロセッサを用いることが好ましい。

以下、特定の実施形態についての添付図面を参照しつつ、本発明について説明する。なお、下記の構成要素は図示していない。
投入センサ（図示せず）
シール（図示せず）
蓋冷却装置（図示せず）
チャンバ断熱材（図示せず）
チャンバのウォータジャケット（図示せず）
空気圧縮器（図示せず）
空気貯槽（図示せず）
ウォータポンプ（図示せず）
配水タンク（図示せず）
ガス焼却口（図示せず）

（主要構成要素）
（加熱用チャンバ）
チャンバ（２４）は、ステンレス（オーステナイト系クロムニッケル鋼）グレード３１６を用いて作製されている。他の材料、例えばチタンを用いることもできる。組立てに用いた溶接棒は、チャンバ本体の耐腐食性を維持することができるものである。チャンバは、繰返し加熱／冷却サイクルに対して耐性を有し、また、材料は、その製造工場で熱処理と仕上げ処理を施す必要がある。

チャンバは、大きさが４５０×４５０×７００ｍｍであり、壁厚は１．５ｍｍである（壁は厚さが４ｍｍまであってもよい）。チャンバの上端には、上面が平坦（最大で＋／−０．１ｍｍ）に研磨された平らな密封板（２５）が装着されている。チャンバは、また、２つの出口、即ち底の液体廃棄物用の出口（８）に繋がる（約６０ｍｍ径の）排出口（２１）と１つの側壁上端の、ガスと蒸気用の（約３８ｍｍ径の）排気口又は出口（２２）を有する。

（蓋）
蓋（４）は、一枚の平板から形成されているが、加熱用チャンバと類似の材料を用いて作製されている。表面は、蓋とチャンバが完全な気密面を形成するよう仕上げが施されている。蓋は、また、繰返し加熱と冷却のサイクルによる歪み又は変形を回避するために背面が補強されている。蓋は、可能な限り丈夫になるように設計されている。蓋は、背面側にヒンジ機構（２０）が取り付けられているとともに、下側には密封用のつがい面が設けられている。蓋は、シール（後述する）も含む。蓋は、シール真上の、蓋の縁に沿って配置された水による、一体化された冷却面（図示せず）を有する。これにより、製品の寿命が長くなる。

（シール）
ＰＴＦＥ被覆のシリコンゴムシール（図示せず）が、チャンバの蓋やアクセス用引出しのような、全てのつがい面を除く面を密封するために用いられる。その他のつがい面には、軟質の金属ガスケットが配置されている。

（アクセス用引出し）
引出し（７）は、工程で分解されなかった全ての不適合物質を除去するために用いられる。引出しは、シールのつがい面冷却に用いられる蓋に類似の水による冷却回路（図示せず）を有する。引出しの作用面は、システム内の固形物、液体及びガスが通過可能な、３ｍｍ（５ｍｍまでの大きさの孔が使用可）の孔を有する細かいメッシュ（１８）である。引出しは、また、引出しが特定の予め決められた用量に達したために、空にする必要があることをオペレータに知らせるセンサを有する。

（加熱要素）
平らな板状加熱器（６）が、チャンバの４つの縦側壁の全てに設けられている。加熱器は、チャンバの外面に対して最大接触をするように組み立てられている。

（空気／水用配管）
配管（５）は、チャンバの外面を回るように水と空気を流すために用いられる。これは、工程の後の段階で過熱空気と蒸気を直接噴射する前に、廃棄物を予加熱するために実施される。配管は、５ｍｍ径のステンレスパイプを用いて作製されている（インコネル（商標）を用いることもできる）。

（断熱材）
加熱器の外側には、高効率の断熱層（図示せず）が設けられており、断熱層は、熱をチャンバ内部に向けて反射することにより、組立体の外面側への熱の放散を減少させるように作用する。この断熱層は、加熱用の全てのエネルギーが廃棄物を直接加熱するために有効且つ確実に使用されるようにする。

蓋の下側について説明すると、（５ｍｍ厚の）セラミック板の層（図示せず）がステンレス製蓋に接着されている。これは、外部への熱損失を減少させるとともに、シールなどの寿命を長くする。

（冷却用放熱器）
放熱器の主たる機能は、廃棄物から放出されたガスを、濾過の前に減温することである。冷却を行うことにより、濾過設備の寿命を長くし、また、最高の効率を維持することができる。

放熱器（１０）は、３８ｍｍのパイプ（又はチャンバの排気口と同一の径）から成り、２軸方向に屈曲されている。通過するガスからの熱損失を増大させるために、薄い水平フィンが、パイプの外側に溶接されている。これにより、排ガスの温度は、約６００℃から２００℃又はそれ未満に下がる。

（湿式スクラバ）
湿式スクラバ（１３）は、システムのガス放熱器の下流側に配置されていて、通過するガスから粒子状物質を除去するとともに、ガスをスクラバの溶媒に溶解させる。溶媒は、ガスを溶解後に処分される。スクラバ装置の内部に配置された一群の積層ジェットが、非常に細かい水のミストを発生させる。ミストは、粒子状物質を水滴の表面に付着させ、それらは、ガス流から「引き出され」て廃棄流体になる。スクラバの内部には、排ガスがミストの噴射に直接触れて流れるように案内する一連の開口が設けられている。

（浄化システム）
セラミックフィルタ（１４）を用いることが好ましい。これは、汚水システムに放流する前に排ガスを浄化する。フィルタは、マニフォルドと係合するゴム製シールを備えた固定マニフォルドに螺着される。ガスは、フィルタをマニフォルドに固定する外側ネジを備えるパイプを通ってフィルタの中央部に流入する。ガスは、フィルタの多孔質膜を通過し、さらに、マニフォルドの戻りパイプの中へと流れる。通常の運転を行うとき、フィルタは、ほぼ毎年交換される。代替の実施形態には、活性炭のフィルタが用いられるが、これは、ほぼ９０日毎に交換される。

（排ガス焼却）
浄化システムの下流側に、廃棄物から出る可燃性副生成ガスを焼却するための小さいガス焼却口が、任意で設けられている。焼却口は、ユニットの安全且つ確実な運転を阻害しないよう配置され、また、特別に構成されている。しかし、好ましい実施形態においては、処理温度が低く、また、ガス洗浄システムが設けられているために、排ガス焼却口は必要ない。

（その他の主な構成要素）
（投入シュート）
シュート（１）は、耐食性材料により形成されている。それは、過剰投入の可能性を無くすために、収容できる容量がチャンバより小さい。

チャンバ内には、投入されたことがある、廃棄物の量を記録するセンサ（図示せず）が設けられており、この量に達したとき、別のソレノイド／機構（図示せず）が、システムに対する外部シュートからのアクセスを阻止する。シュートは、また、オペレータが必要に応じてシステムに手動で投入できるようにするアクセス用扉（図示せず）を有する。

（ケージ）
システムは、ケージ（１７）に収容されている。枠組みは、故障などのときにユニットを容易に取り外すことができるキャスタ（図示せず）を有する。ケージは、また、汚水、清浄水、及び三相電力（可能であれば、単相を用いてもよい）のために必要な固定した出口（図示せず）を有する。供給は、プラグの接続だけで受けることが可能であり、また、切断も容易である。

正面には、オペレータが基本的な保守作業をするための、施錠可能なアクセス用扉（２３）が設けられている。ケージは、また、装置を破損から防護する。

（チャンバのウォータジャケット）
チャンバと蓋の断熱材の外側には、ウォータジャケット（図示せず）が設けられている。これは、断熱材とチャンバが確実に過熱しないようにするとともに、必要に応じて、システムを速やかに冷却できるようにする。

（制御用電子機器）
プログラム可能な論理制御器（ＰＬＣ）（図示せず）が、システムの運転を制御するとともに、システム内の殆どの機構及び作動部品に対して配置されているセンサ（図示せず）をモニタする。電子機器は、耐水容器（図示せず）に収められて、ケージの低い位置に配置されている。

（空気圧縮器）
空気圧縮器（図示せず）は、蓋とシュートの扉の開閉及び燃焼用の空気噴射を行う圧縮空気式シリンダ（図示せず）を動作させるために用いられる。圧縮器は、また、サイクルの空気噴射段階において、チャンバ外側の配管を通して空気を送るために用いられる。圧縮器は、システムに一定量の空気を貯蔵できるようにする貯槽（図示せず）に空気を供給する。このことは、圧縮器は連続運転されないことを意味し、ユニットの寿命を長くするために役立つ。圧縮器は、また、音の漏れを確実に小さくするために、密閉容器（図示せず）に格納されている。

（ウォータポンプ）
ポンプは、排水タンクとシステム周囲からの水の移動、冷却回路とウォータジャケットのような構成要素への給水、及び加熱用チャンバ（２４）への水噴射に用いられる。

（弁）
高品質の弁（９、１１、１２、１５）が、チャンバ、出口、放熱器、湿式スクラバ、及び浄化システムの各々の間の、液体とガスの流量を制御し且つ絞るため、及びスクラバの水を定期的に交換できるようにするために用いられる。これらは、プログラム可能な論理制御器により遠隔制御されている。

（当該方法のサイクル）
１．廃棄物投入
チャンバの蓋を開け、（環境温度の）廃棄物が貯蔵シュートを介してチャンバに投入される。次いで、蓋を閉め、チャンバは密閉される。

２．加熱
パネル状加熱器のスイッチを入れて、内部温度が５００〜５５０℃に上げられる。液体排出弁を閉じて、加熱段階で放出されたガスは、冷却と洗浄のシステムを通して送られる。

昇温に要する時間は約５〜１０分であり、その後、サーモスタットにより温度は一定に維持される。チャンバ断熱の効率的な働きのために、加熱器に供給する電力を小さくしても、チャンバの内部温度を維持することができる。

廃棄物から発生するガスはモニタされており、また、廃棄物に含有される水分は、蒸気として放出されて、排気口を通して送られる。容積一杯の典型的な廃棄物の容量は、約７０％減少する。

該温度は、約３０分間保持される。

３．空気噴射（燃焼段階としても知られている）
加熱段階の完了後に、外部のパネル状加熱器のスイッチが切られ、さらに、空気が、（空気を過熱温度まで予熱する）チャンバ外周の配管を通ってチャンバの上部に噴射される。空気は、集中ジェットではなく、広く分散するように噴射される。空気は、システムに加わるストレスを軽減するために、最初はパルスのように噴射され、一定の時間後に定常噴射される。

空気の流量は、約５０Ｌ／ｍｉｎに維持される（システムの大きさと構成に応じて、２５〜１００Ｌ／ｍｉｎの流量又はこれらの範囲外の流量を用いてもよい）。この小さい流量は、チャンバの内部圧力が間違いなく急速に上昇することがないようにするために維持されるが、それは、シールの効果を損なう可能性があるからである。

空気を導入したとき、廃棄物は燃焼を開始する。廃棄物の容量はさらに減少し、一般にはその元の容積の約５％になる。廃棄物は、非常に微細な灰になる。

空気噴射の段階の間は、システム内の煙と微粒子の量が増大する。ガス状排出物は、全量が湿式スクラバと浄化システムを通過する。燃焼段階は、約１５分間続く。

６．蒸気噴射
燃焼段階が完了したとき、空気の噴射が停止され、排気弁が閉じられ、液体排出弁が開かれ、さらに、水が、チャンバの外周に沿って空気と同じ配管の中を流れた後に、過熱蒸気として噴射される。蒸気は、最初は連続したパルスのように、次いで連続流として噴射される。パルスは、３０回までのパルスは１秒噴射して３秒停止の形態で行われ、その後は、３分間連続して噴射される。水は、約２Ｌ／ｍｉｎで噴射される。

蒸気は、排出口を通して灰を洗い流すとともに、チャンバの内面を洗浄する。蒸気は、チャンバに対しては冷却効果を有するために、チャンバの内部温度は、約１分後には１００℃未満まで低下する。蒸気噴射の完了後に蓋が開放され、システムは、次のサイクルを開始することが可能になる。サイクルにより分解されなかった廃棄物は、引出し内に保持されており、取り出して再利用することが可能である。

本発明の装置について、家庭廃棄物の処理能力及び排出されたガスと水が、環境立法により課された上限値を間違いなく超えないことを調査するために試験を実施した。

家庭廃棄物の典型的な組成を分析した結果に基づき、園芸ごみ１００ｇ、紙・板紙１００ｇ、ＰＶＣ２００ｇ、肉類と食塩３００ｇ、及びポリエステル１００ｇを含む総重量８００ｇの混合廃棄物の袋を準備した。

本発明の装置において、比較的短時間で廃棄物の分解が可能であると判定された変数を用いて、この混合廃棄物を処理したが、これらの変数は、熱分解については温度５５０℃で７５分間、続けて、燃焼については空気流量４０〜５０Ｌ／ｍｉｎで１５分間であったが、その後、蒸気を噴射して残留灰を貯水槽の中に洗い流した（貯水槽は、下水道に接続することに替えて、放出物質の検査に用いた）。

この処理は、混合廃棄物の全量を分解することが判った、即ち、全量が灰に転換され、灰は、蒸気／水によりチャンバから洗い流された。

オフガス検査の結果は、次のようであった

通常の運転では下水道に放流される湿式スクラバの水について、重金属とダイオキシン類の含有量を検査したが、結果は、次のとおりであった。

このように、オフガスと排水は、環境立法により規定された排出上限値内に留まった。

本発明は、このように、廃棄物を熱分解により処理する方法とそのための装置を提供する。

熱分解装置の模式的な断面図である。 当該装置の模式的な等角図である。

符号の説明

１ 貯蔵シュート
２ 投入扉機構
３ 投入扉
４ 蓋
５ 空気／水用配管
６ 加熱板
７ アクセス用引出し
８ チャンバ出口（液体）
９ 廃棄制御弁
１０ ガス冷却用放熱器
１１ 液体抽出弁
１２ 液体排出制御弁
１３ 湿式スクラバ
１４ 濾過システム
１５ 濾過戻り防止弁
１６ 下水道への排出口
１７ ケージ
１８ メッシュ
１９ 処理領域
２０ ヒンジ
２１ 液体排出口
２２ 排気口
２３ ケージアクセス用扉
２４ チャンバ
２５ 密封板
ガス焼却口（図示せず）

Claims (81)

1. 廃棄物を処理する方法において、
   廃棄物をチャンバに投入することと、
   前記廃棄物を熱分解させるために、前記廃棄物を高温に加熱することと、
   前記廃棄物を燃焼させるために、前記チャンバに酸素を導入することと、
   燃焼ごみを水により前記チャンバから洗い流すことと、
   前記熱分解及び／又は燃焼により発生したガスを溶媒に溶解させることと、
   前記溶媒を処分することとを含む方法。
2. 熱分解及び／又は燃焼により発生した排ガスを、水撹拌システムの中を通すことを含む請求項１記載の方法。
3. 前記水撹拌システムの中を通した後に、排ガスをガス洗浄チャンバ内で濾過することを含む請求項２記載の方法。
4. 前記溶媒を下水システムに放流することを含む請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
5. 溶解しなかったガスを下水システムに放流することを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
6. 廃棄物をサイクル内で処理する方法において、
   熱分解及び／又は燃焼により発生したガスを溶解させるために、新しい溶媒を準備することと、
   使用済みとなった溶媒を処分することを含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法を実施することと、
   前記サイクルを繰り返すこととを含む方法。
7. 前記チャンバ内の排ガスの発生をモニタすることと、前記排ガスの発生が予め決められた閾値を下回った後に、燃焼物質を前記チャンバから洗い流すことを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
8. 前記燃焼ごみは、再利用可能物質を捕捉するために火格子を通して洗い流される請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記火格子は、前記チャンバ内に配置されている請求項８記載の方法。
10. 前記チャンバに投入された廃棄物を前記火格子の上に配置することを含む請求項８又は９に記載の方法。
11. 再利用可能物質を前記火格子から前記チャンバの外の容器に移送することを含む請求項８〜１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 前記火格子が可動式であり、前記火格子を、前記再利用可能物質を前記火格子が捕捉する第１の位置と、前記再利用可能物質を容器に移送することができる第２の位置との間で動かすことを含む請求項８〜１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 前記火格子は自動的に操作される請求項１１又は１２記載の方法。
14. 前記火格子は制御システムにより操作される請求項１３記載の方法。
15. 廃棄物の熱分解中に前記火格子を揺動させることを含む請求項８〜１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記熱分解の温度は４００〜７００℃である請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記熱分解の温度は５００〜６００℃である請求項１６記載の方法。
18. 燃焼を、少なくとも４００℃の温度で実施することを含む請求項１〜１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 密閉可能なチャンバと、
    前記チャンバ内の廃棄物処理領域と、
    前記チャンバに廃棄物を投入する投入口と、
    処理ごみを排出する排出口と、
    加熱要素とを有する熱分解装置において、
    ガス処理溶媒を貯留する貯槽、ガスを前記チャンバから排出するための排気口、及び前記ガスが前記溶媒に接触するよう、前記貯槽及び前記排気口と一体的に構成された導管をさらに有する熱分解装置。
20. 前記導管は、ガスを気泡にして前記溶媒の中を又は前記溶媒のミストの中を通すようになっている請求項１９記載の装置。
21. 前記溶媒は水性溶媒である請求項１９又は２０記載の装置。
22. 前記溶媒は軟水化した水道水を含む請求項２１記載の装置。
23. 前記溶媒に溶解しなかったガスを濾過するフィルタを備えるガス浄化チャンバをさらに有する請求項１９〜２２のいずれか１項に記載の装置。
24. 前記ガスフィルタは粒状炭素を含む請求項２３記載の装置。
25. 前記ガスフィルタはセラミックフィルタである請求項２３記載の装置。
26. 前記フィルタは取外し可能である請求項２３記載の装置。
27. 処理ごみを水で前記チャンバから洗い流すことができるように構成された配管を有する請求項１９〜２６のいずれか１項に記載の装置。
28. 廃棄物を処理する方法において、
    廃棄物をチャンバに投入することと、
    前記廃棄物を熱分解させるために、前記廃棄物を高温に加熱することと、
    前記廃棄物を燃焼させるために、前記チャンバに酸素を導入することと、
    燃焼ごみを水により前記チャンバから洗い流すこととを含み、
    前記燃焼ごみは、再利用可能物質を捕捉するために、火格子を通して洗い流される方法。
29. 前記火格子は前記チャンバ内に配置されている請求項２８記載の方法。
30. 前記チャンバに投入された廃棄物を、前記火格子の上に配置することを含む請求項２８と２９に記載の方法。
31. 再利用可能物質を、前記火格子から前記チャンバの外の容器に移送することを含む請求項２８〜３０のいずれか１項に記載の方法。
32. 前記火格子が可動式であり、前記火格子を、前記再利用可能物質を前記火格子が捕捉する第１の位置と、前記再利用可能物質を容器に移送することができる第２の位置との間で動かすことを含む請求項２８〜３１のいずれか１項に記載の方法。
33. 前記火格子は自動的に操作される請求項３１又は３２記載の方法。
34. 前記火格子は制御システムにより操作される請求項３３記載の方法。
35. 廃棄物の熱分解中に前記火格子を揺動させることを含む請求項２８〜３４のいずれか１項に記載の方法。
36. 密閉可能なチャンバと、
    前記チャンバ内の廃棄物処理領域と、
    前記チャンバに廃棄物を投入する投入口と、
    処理ごみを排出する排出口と、
    加熱要素と、
    前記廃棄物処理領域と前記排出口との間の火格子とを有する熱分解装置。
37. 前記火格子は、処理中の廃棄物を保持するための、前記チャンバ内に広がる棚を構成している請求項３６記載の熱分解装置。
38. 前記火格子は、廃棄物を熱分解の間前記処理領域に保持する請求項３６又は３７に記載の熱分解装置。
39. 前記火格子は、非分解物質を熱分解後に捕捉する請求項３６〜３８のいずれか１項に記載の熱分解装置。
40. 前記火格子が可動式であり、前記火格子を、前記チャンバを洗い流すときに非分解物質を捕捉する第１の位置と、前記非分解物質を前記チャンバの外の容器に移送することができる第２の位置との間で動かすことができる請求項３６〜３９のいずれか１項に記載の熱分解装置。
41. 前記火格子を、前記第１の位置と前記第２の位置との間で動かすための制御装置を有する請求項４０記載の熱分解装置。
42. 前記火格子を揺動させる機構を有する請求項３６〜４１のいずれか１項に記載の熱分解装置。
43. 前記火格子は、径が１０ｍｍ以下の複数の孔を有する請求項３６〜４２のいずれか１項に記載の熱分解装置。
44. 前記火格子は、径が７ｍｍ以下の複数の孔を有する請求項３６〜４２のいずれか１項に記載の熱分解装置。
45. 前記火格子は、径が５ｍｍ以下の複数の孔を有する請求項３６〜４２のいずれか１項に記載の熱分解装置。
46. 前記火格子は、径が約３ｍｍの複数の孔を有する請求項３６〜４２のいずれか１項に記載の熱分解装置。
47. 前記孔は、円形又は四角形である請求項４３〜４６のいずれか１項に記載の熱分解装置。
48. 組み合わされた２つ又はそれ以上の火格子を有する請求項３６記載の熱分解装置。
49. 第１の大きさの複数の孔を備える第１の火格子と、前記第１の火格子と前記排出口との間の、第２の大きさの複数の孔を備える第２の火格子とを有し、前記第１の大きさは、前記第２の大きさより大きい請求項４８記載の熱分解装置。
50. 廃棄物を処理する方法において、
    廃棄物をチャンバに投入することと、
    前記廃棄物を熱分解させるために、前記廃棄物を高温に加熱することと、
    前記廃棄物を燃焼させるために、前記チャンバに酸素を導入することと、
    燃焼ごみを水により前記チャンバから洗い流すこととを含み、
    前記熱分解の温度は４００〜７００℃である方法。
51. 前記熱分解の温度は５００〜６００℃である請求項５０記載の方法。
52. 前記熱分解の温度は約５５０℃である請求項５０記載の方法。
53. 前記廃棄物を１０〜９０分間高温に保持することを含む請求項５０〜５２のいずれか１項に記載の方法。
54. 前記高温は２０〜６０分間保持される請求項５０〜５２のいずれか１項に記載の方法。
55. 前記高温は２５〜４０分間保持される請求項５０〜５２のいずれか１項に記載の方法。
56. 前記廃棄物の５０％以上が熱分解により分解されるまで、前記廃棄物を高温に保持することを含む請求項５０〜５２のいずれか１項に記載の方法。
57. 廃棄物を処理する方法において、
    廃棄物をチャンバに投入することと、
    前記廃棄物を熱分解させるために、前記廃棄物を高温に加熱することと、
    前記廃棄物を燃焼させるために、前記チャンバに酸素を導入することと、
    燃焼ごみを水により前記チャンバから洗い流すこととを含み、
    前記水は、前記チャンバに過熱蒸気として導入される方法。
58. 水を、前記チャンバの壁の配管を通して前記チャンバに導入することを含み、前記水は、前記配管内を通過するとき熱せられて過熱蒸気になる請求項５７記載の方法。
59. 酸素を、前記チャンバの壁の配管を通して前記チャンバに導入し、その後に、同一の配管を通して水を前記チャンバに導入することを含む請求項５７又は５８に記載の方法。
60. 前記チャンバの容量の５０％以下の量の水により前記チャンバを洗い流すことを含む請求項５７〜５９のいずれか１項に記載の方法。
61. 前記チャンバの容量の３５％以下の量の水により前記チャンバを洗い流すことを含む請求項６０記載の方法。
62. 前記蒸気を前記燃焼ごみに向かわせるノズルを通して、前記過熱蒸気を前記チャンバに導入することを含む請求項５７〜６１のいずれか１項に記載の方法。
63. 前記蒸気を前記チャンバの壁に向かわせるノズルを通して、前記蒸気を前記チャンバに導入することを含む請求項５７〜６２のいずれか１項に記載の方法。
64. とりわけ前記燃焼物質と前記チャンバの壁とに向けられた複数のノズルを通して、前記蒸気を前記チャンバに導入することを含む請求項５７〜６３のいずれか１項に記載の方法。
65. 前記蒸気は、可動ジェットの形態で前記チャンバに導入される請求項５７〜６４のいずれか１項に記載の方法。
66. 密閉可能なチャンバと、
    前記チャンバ内の廃棄物処理領域と、
    前記チャンバに廃棄物を投入する投入口と、
    処理ごみを排出する排出口と、
    加熱要素と、
    水の貯槽と、
    運転中に、前記チャンバに入る水が前記チャンバの壁により熱せられて前記チャンバに過熱蒸気として入るよう、前記チャンバの壁の配管に連通する、前記水の貯槽と前記チャンバとの間の導管とを有する熱分解装置。
67. 前記チャンバに入る蒸気を案内するための１つ又はそれ以上のノズルを有する請求項６６記載の装置。
68. 前記ノズルは可動式である請求項６７記載の装置。
69. 配管により前記チャンバに接続されているとともに、運転中に、酸素を前記配管を介して前記チャンバに供給し、その後に、水を同一の配管を介して前記チャンバに供給するように構成された酸素供給装置をさらに有する請求項６６〜６８のいずれか１項に記載の装置。
70. 混合ごみ中の再利用可能ごみを再利用不可ごみから分離する方法において、
    混合ごみをチャンバに投入することと、
    前記混合ごみを熱分解させるために、前記ごみを高温に加熱することと、
    前記再利用不可ごみを燃焼させるために、前記チャンバに酸素を導入することと、
    燃焼ごみを水により前記チャンバから洗い流すとともに、前記再利用可能ごみを前記チャンバに保持することと、
    前記保持した再利用可能ごみを別の容器に移送することとを含む方法。
71. モジュール式熱分解装置において、
    密閉可能なチャンバと、
    前記チャンバ内の廃棄物処理領域と、
    前記チャンバに廃棄物を投入する投入口と、
    処理ごみを排出する排出口と、
    加熱要素とを有し、
    さらに、独立型であるとともに、電源、給水口及び下水システムに接続するためのプラグ又はその他の接続具を備える熱分解装置。
72. 主電源に接続するためのプラグを有する請求項７１記載の装置。
73. 軟水化ユニットを有する請求項７１又は７２に記載の装置。
74. 引込み式車輪を有する請求項７１〜７３のいずれか１項に記載の装置。
75. 密閉可能なチャンバと、
    前記チャンバ内の廃棄物処理領域と、
    前記チャンバに廃棄物を投入する投入口と、
    処理ごみを排出する排出口と、
    加熱要素とを有し、
    前記チャンバの容量は０．０１〜０．５ｍ^３の範囲である熱分解装置。
76. 前記チャンバの容量は０．０２〜０．３ｍ^３の範囲である請求項７５記載の装置。
77. 前記チャンバの容量は０．０３〜０．２０ｍ^３の範囲である請求項７５記載の装置。
78. 廃棄物を処理する方法において、
    （ｉ）請求項１〜１８のいずれか１項に記載の方法、
    （ｉｉ）請求項２８〜３５のいずれか１項に記載の方法、
    （ｉｉｉ）請求項５０〜５６のいずれか１項に記載の方法、
    （ｉｖ）請求項５７〜６５のいずれか１項に記載の方法、
    及び、（ｖ）請求項７０記載の方法の中の２つ又はそれ以上の、若しくは全ての組合せを含む方法。
79. 廃棄物を処理するための装置において、
    （ｉ）請求項１９〜２７のいずれか１項に記載の装置、
    （ｉｉ）請求項３６〜４９のいずれか１項に記載の装置、
    （ｉｉｉ）請求項６６〜６９のいずれか１項に記載の装置、
    （ｉｖ）請求項７１〜７４のいずれか１項に記載の装置、
    及び、（ｖ）請求項７５〜７７のいずれか１項に記載の装置の中の２つ又はそれ以上、若しくは全ての組合せを有する装置。
80. 実質上先に説明し、また、請求項に記載した方法。
81. 実質上先に説明し、また、請求項に記載した装置。

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