特表 2022-544454 廃棄物の処理のための方法および装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-19

(54)【発明の名称】廃棄物の処理のための方法および装置

(51)【国際特許分類】

   C08J 11/12 20060101AFI20221012BHJP

   C08J 11/14 20060101ALI20221012BHJP

   C10J 3/00 20060101ALI20221012BHJP

   C10J 3/72 20060101ALI20221012BHJP

【ＦＩ】

C08J11/12 ZAB

C08J11/14

C10J3/00 C

C10J3/72 B

【審査請求】未請求

【予備審査請求】有

(21)【出願番号】P 2022503797

(86)(22)【出願日】2020-07-20

(85)【翻訳文提出日】2022-03-17

(86)【国際出願番号】 GB2020051732

(87)【国際公開番号】W WO2021009520

(87)【国際公開日】2021-01-21

(31)【優先権主張番号】1910309.2

(32)【優先日】2019-07-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522023901

【氏名又は名称】パワーハウス・エナジー・グループ・ピーエルシー

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】デイヴィッド・ライアン

【テーマコード（参考）】

4F401

【Ｆターム（参考）】

4F401AA27

4F401BA01

4F401BA03

4F401CA02

4F401CA70

4F401CB01

4F401CB09

4F401CB16

4F401CB34

4F401EA47

4F401FA01X

4F401FA01Y

4F401FA02X

(57)【要約】

粉砕廃棄物を処理するための方法および装置であって、この方法は、ａ）加熱室（２８）および加熱室（２８）の内容物を加熱するための１つまたは複数の燃焼加熱手段（４０ａ～ｆ）を提供するステップであって、加熱室（２８）は入口（２１）および出口（２２）を有する、ステップと、ｂ）入口（２１）を通して加熱室（２８）内へ粉砕廃棄物を送給するステップと、ｃ）燃焼加熱手段（４０ａ～ｆ）を用いて、加熱室（２８）内で粉砕廃棄物を加熱し、可燃性ガスを生成するステップと、ｄ）加熱室（２８）を加熱するため、生成された可燃性ガスの少なくとも一部を１つまたは複数の燃焼加熱手段（４０ａ～ｆ）に供給するステップと、を含む。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉砕廃棄物を処理する方法であって、
ａ）加熱室および前記加熱室の内容物を加熱するための１つまたは複数の燃焼加熱手段を提供するステップであって、前記加熱室は入口および出口を有する、ステップと、
ｂ）前記入口を通して前記加熱室内へ粉砕廃棄物を送給するステップと、
ｃ）前記燃焼加熱手段を用いて、前記加熱室内で前記粉砕廃棄物を加熱し、可燃性ガスを生成するステップと、
ｄ）前記加熱室を加熱するため、前記生成された可燃性ガスの少なくとも一部を前記１つまたは複数の燃焼加熱手段に供給するステップと、
を含む、方法。

【請求項2】

ステップｃ）は、前記加熱室の第１のゾーンにおいて前記粉砕廃棄物を第１の温度Ｔ１に加熱して前記粉砕廃棄物をガス化するステップを含む、請求項１に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項3】

ステップｃ）は、前記加熱室の第２のゾーンにおいてガス化物質を第２の温度Ｔ２に加熱して前記可燃性ガスを生成するステップを含み、前記第２の温度Ｔ２は前記第１の温度Ｔ１より高い、請求項１または２に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項4】

ステップｃ）は、前記加熱室の第３のゾーンにおいて前記可燃性ガスを、前記第１の温度Ｔ１より高い第３の温度Ｔ３に加熱するステップを含む、請求項３に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項5】

前記加熱室の内側の温度を測定または決定するステップを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項6】

前記加熱室の内側の測定または決定された温度に応じて、前記１つまたは複数の燃焼加熱手段の１つ、いくつかまたはそれぞれによって生成される熱を調整するステップを含む、請求項５に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項7】

前記方法は、前記生成された可燃性ガスを洗浄するステップｆ）を含み、ステップｆ）は、ステップｄ）の前にステップｃ）に続いて行われる、請求項１から６のいずれか一項に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項8】

前記加熱室は、使用中、回転可能であり、前記方法は、前記加熱室を回転させるステップｇ）を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項9】

前記加熱室内へ蒸気を導入するステップｈ）を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項10】

粉砕廃棄物を処理するための装置であって、粉砕廃棄物から可燃性ガスを生成するための加熱室であって、粉砕廃棄物の前記加熱室内への導入のための入口と、生成された可燃性ガスの前記加熱室からの排出のための出口と、を含む、加熱室と、使用中、前記加熱室の内容物を加熱するように構成されたまたは構成可能な１つまたは複数の燃焼加熱手段と、使用中、前記加熱室で生成された可燃性ガスの少なくとも一部を前記１つまたは複数の燃焼加熱手段に供給するように構成されたまたは構成可能な供給システムと、を含む、装置。

【請求項11】

電気エネルギーを生成するための発電機を含む、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記供給システムは、使用中、前記加熱室で生成された可燃性ガスの少なくとも一部を前記発電機に供給するように構成されている、または構成可能である、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記１つまたは複数の燃焼加熱手段は、前記加熱室内の第１のゾーンを第１の温度Ｔ１に加熱し、前記加熱室内の第２のゾーンを第２の温度Ｔ２に加熱するように構成され、または構成可能であり、前記第２の温度Ｔ２は前記第１の温度Ｔ１より高い、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の装置。

【請求項14】

前記１つまたは複数の燃焼加熱手段は、前記加熱室内の第３のゾーンを第３の温度Ｔ３に加熱するように構成され、または構成可能であり、前記第３の温度Ｔ３は前記第１の温度Ｔ１より高い、請求項１３に記載の装置。

【請求項15】

前記１つまたは複数の燃焼加熱手段は複数の燃焼加熱手段を含む、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項16】

前記加熱室の前記第１のゾーンにおいて粉砕廃棄物を前記第１の温度Ｔ１に加熱するように第１の燃焼加熱手段が構成され、または構成可能であり、前記加熱室の前記第２のゾーンにおいてガス化物質を前記第２の温度Ｔ２に加熱するように第２の燃焼加熱手段が構成されている、または構成可能である、請求項１０から１５のいずれか一項に記載の装置。

【請求項17】

前記加熱室の第３のゾーンを第３の温度Ｔ３に加熱するように第３の燃焼加熱手段が構成されている、または構成可能である、請求項１０から１６のいずれか一項に記載の装置。

【請求項18】

前記１つまたは複数の燃焼加熱手段は、使用中、前記加熱室の外側に配置されている、請求項１０から１７のいずれか一項に記載の装置。

【請求項19】

前記加熱室の内側の温度を測定または決定するように構成されたまたは構成可能な１つまたは複数の温度センサを含む、請求項１０から１８のいずれか一項に記載の装置。

【請求項20】

前記加熱システムを制御するように構成されたまたは構成可能なコントローラを含む、請求項１９に記載の装置。

【請求項21】

前記コントローラは、前記１つまたは複数の温度センサによって前記加熱室の内側で測定または決定された温度に応じて、前記１つまたは複数の燃焼加熱手段の１つまたは複数によって生成される熱を調整または変更するように構成されている、または構成可能である、請求項２０に記載の装置。

【請求項22】

前記加熱室で生成された可燃性ガスを洗浄するための洗浄システムを含む、請求項１０から２１のいずれか一項に記載の装置。

【請求項23】

前記加熱室は、使用中、回転可能であるように配置または構成されている、請求項１０から２２のいずれか一項に記載の装置。

【請求項24】

前記加熱室内へ蒸気を導入するように構成されたまたは構成可能な蒸気送達手段を含む、請求項１０から２３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項25】

電気エネルギーを生成するための発電機を含む、請求項１０から２４に記載の装置。

【請求項26】

前記供給システムは、使用中、前記加熱室で生成された可燃性ガスの少なくとも一部を前記発電機に供給するように構成されている、または構成可能である、請求項２５に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は概して、廃棄物を処理する方法に、および廃棄物を処理するための装置に関する。より具体的には、排他的ではないが、本発明は、粉砕廃棄物を処理する方法に、および粉砕廃棄物を処理するための装置に関する。

【背景技術】

【0002】

バイオマス材料を加熱して合成ガスを生成することが知られている。合成ガスは、他の物質の中でも、水素、一酸化炭素およびメタンを含むガス状混合物である。処理プロセスは通常、キルン内で粒状の、または他の方法で粉砕されたバイオマス廃棄物を加熱することを伴う。キルンは一般的に加熱システムによって加熱される。キルンの内容物に蒸気を加えて、たとえば、合成ガスをより容易に生成することができかつ／または合成ガスの成分の比率を制御することができる還元雰囲気を提供することも知られている。蒸気は通常、蒸気のキルン内への導入前に、さらなる加熱システムを用いて水を加熱することによって事前生成される。生成された合成ガスは次いでさらなる処理に送ることができる。

【0003】

当業者によって理解されるように、合成ガスを生成するための（およびそのさらなる処理のための）装置は比較的複雑である。さらに、処理プロセスは通常、連続的に、たとえば１日２４時間実行される。したがって、加熱システム、圧縮システムなどには、比較的大量のエネルギーが要求される。これらの比較的高いエネルギー要件の結果、このような装置は動作コストが比較的高くなる可能性がある。しかしながら、バイオマス廃棄物から生成される水素（たとえば）が他の発生源から生成される水素と経済的に競合するためには、処理方法は必然的に可能な限り安価でなければならない。したがって、廃棄物を処理するためのこのような装置のランニングコストを最小限に抑えることが有利であろう。

【0004】

たとえば先行技術の方法に対して、方法の効率を高めることも有益であろう。キルン加熱方法の、蒸気製造方法の、ガス化プロセスの、および／または生成ガスの成分（たとえば水素）の製造の効率を相対的に高めることは有益であろう。

【0005】

近年、プラスチック製品および包装の急増により、大量の廃棄物が発生している（そして発生し続けている）。プラスチック廃棄物は、自然分解させるため、従来、埋め立て地に運ばれてきた。しかしながら、このようなプラスチック廃棄物は、たとえば数百年単位で、自然に分解するのに長い時間がかかる可能性がある。したがって、廃プラスチック材料を埋め立て地に運ぶ代わりにこれを処理して、処理された廃棄物の副産物を用いることができるようにすることが提案されてきた。プラスチック材料を再処理して有用な製品を製造することができるようにこれを分離およびリサイクルすることは好都合であろう。

【0006】

残念ながら、プラスチック廃棄物に関してリサイクルおよびリサイクル技術は普遍的ではない。さらに、汚染された廃プラスチック材料、または混合されたプラスチック廃棄物の流れを処理することは比較的高価で困難である。実際、現在リサイクルが不可能な（または法外に高価な）プラスチック材料がいくつかある。残念ながら、廃棄物の流れが汚染されている場合、リサイクル可能なプラスチック材料をリサイクル可能でないものから分離することは高価すぎると証明される傾向があるので、廃棄物の流れ全体が処理されない可能性がある。

【0007】

プラスチック包装、たとえば食品包装に用いられるプラスチックバリアフィルムは、通常、プラスチックの機能的特性のため、リサイクルが困難なプラスチック材料の主要な発生源である。タイヤも処理が困難な廃棄物である。

【0008】

廃棄物の流れをリサイクルすることができない状況においては、廃棄物の流れは通常、埋め立て地に運ばれることになる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

本発明の目的は、プラスチック廃棄物、たとえば、混合および／または汚染された廃プラスチック材料および車両タイヤから有用な作業を抽出することができる方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

したがって、本発明の第１の態様は、粉砕廃棄物を処理する方法を提供し、この方法は、
ａ）加熱室および加熱室の内容物を加熱するための１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータを提供するステップであって、加熱室は入口および出口を有する、ステップと、
ｂ）入口を通して加熱室内へ粉砕廃棄物を送給するステップと、
ｃ）燃焼加熱手段または燃焼ヒータを用いて、加熱室内で粉砕廃棄物を加熱し、可燃性ガスを生成するステップと、
ｄ）加熱室を加熱するため、生成された可燃性ガスの少なくとも一部を１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータに供給するステップと、
を含む。

【0011】

有利には、本発明は、先行技術の方法と比較して、粉砕廃棄物を処理する相対的により効率的な方法を提供する。たとえば、生成された可燃性ガスの少なくとも一部を１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータに供給することにより、１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータに供給する外部燃料の量を相対的に削減することが可能になる。このように、先行技術の方法と比較して相対的に削減された費用で加熱室の加熱を実施することができる。

【0012】

粉砕廃棄物は、プラスチック廃棄物、たとえばポリエチレンテレフタレート、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリビニルクロリド、ポリプロピレンなどを含むことができる。粉砕廃棄物は、ゴム、バイオマス、タイヤの粉などを含むことができる。粉砕廃棄物は、プラスチックおよび／または他の材料の任意の適切な組み合わせを含むことができる。

【0013】

本明細書で用いられる「粉砕(comminuted)」という用語は、小さな粒子または断片に削減された物質を意味するように解釈されるべきである。

【0014】

可燃性ガスは、可燃性炭化水素、たとえばメタンまたは別の適切なアルカンを含むことができる。可燃性ガスは、ガス状混合物、たとえば生成されたガス状混合物の成分を形成することができる。ガス状混合物は合成ガスを含むことができる。合成ガスは、水素、メタン、一酸化炭素を含むことができる。合成ガスは１つまたは複数のさらなる物質を含むことができる。

【0015】

実施形態において、この方法は、たとえば電気エネルギーを生成するため、生成された可燃性ガスの少なくとも一部を発電機に供給するステップｅ）を含むことができる。発電機は、この方法のステップに関連する１つまたは複数の構成要素または機械を制御するまたは動作させる電気エネルギーを供給することができる。加えて、またはあるいは、発電機は電力網に電気エネルギーを供給することができる。加えて、またはあるいは、発電機は、１つまたは複数のさらなる構成要素または機械に電気エネルギーを供給することができる。

【0016】

実施形態において、生成された可燃性ガスの少なくとも一部をガスグリッドに送達または供給することができる。実施形態において、生成された可燃性ガスの少なくとも一部を１つまたは複数のさらなる化学物質へと処理することができる。

【0017】

実施形態において、ステップｃ）は、加熱室の第１のゾーンにおいて粉砕廃棄物を第１の温度Ｔ１に加熱して、たとえば粉砕廃棄物をガス化するステップを含むことができる。

【0018】

第１の温度Ｔ１は、粉砕廃棄物を少なくとも部分的にガス化するように十分に高くすることができる。第１の温度Ｔ１は、粉砕廃棄物を完全にガス化するように十分に高くすることができる。

【0019】

実施形態において、ステップｃ）は、加熱室の第２のゾーンにおいてガス化物質を第２の温度Ｔ２に加熱して、たとえば可燃性ガスを生成するステップを含むことができる。第２の温度Ｔ２は第１の温度Ｔ１より高くすることができる。

【0020】

実施形態において、ステップｃ）は、加熱室の第３のゾーンにおいて可燃性ガスを、たとえば第３の温度Ｔ３に加熱するステップを含むことができる。第３の温度Ｔ３は第１の温度Ｔ１より高くすることができる。第３の温度Ｔ３は第２の温度Ｔ２より低くすることができる。第３の温度Ｔ３は第２の温度Ｔ２より高くすることができる。第３の温度Ｔ３は第２の温度Ｔ２に（たとえば実質的に）等しくすることができる。

【0021】

加熱室内のゾーンの１つまたは複数は、同じ大きさとする、たとえば同じ長さ、幅および／または径を有することができる。加熱室内のゾーンの１つまたは複数は、異なる大きさとする、たとえば異なる長さ、幅および／または径を有することができる。

【0022】

加熱室内に３つのゾーンが存在する場合、第１のゾーンおよび第２のゾーンは同じ大きさとする、たとえば同じ長さ、幅および／または径を有することができる。第３のゾーンは第１のゾーンおよび第２のゾーンより大きくても小さくてもよく、たとえば第３のゾーンは、第１のゾーンおよび第２のゾーンより大きなまたは小さな長さ、幅および／または径を有することができる。好ましくは、第３のゾーンは第１のゾーンおよび第２のゾーンより小さく、たとえば第３のゾーンは、第１のゾーンおよび第２のゾーンより小さな長さ、幅および／または径を有する。

【0023】

加熱室内に３つのゾーンが存在する場合、第１のゾーンおよび第２のゾーンは異なる大きさとする、たとえば異なる長さ、幅および／または径を有することができる。第３のゾーンは、第２のゾーンと同じ大きさとする、たとえば同じ長さ、幅および／または径を有することができる。第３のゾーンは、第２のゾーンとは異なる大きさとする、たとえば異なる長さ、幅および／または径を有することができる。一実施形態において、第３のゾーンは第２のゾーンより小さく、たとえば第３のゾーンは、第２のゾーンより小さな長さ、幅および／または径を有する。一実施形態においてこれらのゾーンは同じ幅を有するが、同じまたは異なる長さである。明らかに、これらのゾーンが異なる長さを有すれば、加熱室に沿った所与の流量について、各ゾーンでの滞留時間は異なることになる。異なるゾーンで温度が異なる場合、これらのゾーンが異なる長さであるとき、材料は（材料の所与のスループットについて）異なる温度および／または他の条件（たとえば雰囲気）に異なる期間さらされることになる。

【0024】

加熱室の温度は全体を通して２５０℃よりも高くすることができる。たとえば、加熱室の温度は、ゾーンのそれぞれにおいて、たとえば３つのゾーンのそれぞれにおいて、２５０℃よりも高く、たとえば２７５℃、３００℃、３２５℃、３５０℃、３７５℃、４００℃、４２５℃、４５０℃、４７５℃、５００℃、５２５℃、５５０℃、５７５℃、６００℃、６２５℃または６５０℃よりも高くすることができる。

【0025】

第１の温度Ｔ１、第２の温度Ｔ２および／または第３の温度Ｔ３は、所定の温度を含むことができる。第１の温度Ｔ１は、約６５０℃と７５０℃との間、たとえば約７００℃に設定することができる。第２の温度Ｔ２は、約８００℃と１０００℃との間、たとえば約８５０℃と９５０℃との間、たとえば約９００℃に設定することができる。第３の温度Ｔ３は、約１０００℃と１２００℃との間、たとえば約１０５０℃と１１５０℃との間、たとえば約１１００℃に設定することができる。

【0026】

１つまたは複数のゾーン、たとえば第１のゾーン、第２のゾーンおよび／または第３のゾーンにおける温度は、それぞれの燃焼加熱手段または燃焼ヒータへの燃料および／または空気の供給を制御する、たとえば個別に制御することによって制御する、または制御可能とすることができる。燃料および／または空気の供給を制御することは、各ゾーン、たとえば第１のゾーン、第２のゾーンおよび／または第３のゾーンで１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータに供給される空気および／または燃料の質量流量を増加または減少させることを伴うことができる。

【0027】

燃料は２つの燃料成分（たとえば天然ガスおよび合成ガス）の混合物を含むことができる。燃料の質量流量を制御することは、２つの燃料成分の比率を変更することを含むことができる。各ゾーンにおける温度を制御することは、１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータに供給される２つの燃料成分の比率を制御することを含むことができる。各ゾーンにおける温度を制御することは、燃焼加熱手段または燃焼ヒータに供給される燃料の空気に対する比率を制御することを含むことができる。

【0028】

実施形態において、この方法は、加熱室の内側の温度を測定または決定するステップを含むことができる。この方法は、１つまたは複数の温度センサを用いて加熱室内の温度を測定または決定するステップを含むことができる。この方法は、加熱室の内側にある１つまたは複数の温度センサを用いて加熱室内の温度を測定または決定するステップを含むことができる。この方法は、加熱室の外側にある１つまたは複数の温度センサを用いて加熱室内の温度を測定または決定するステップを含むことができる。この方法は、（たとえば加熱室内の温度を測定または決定するために）たとえば加熱室の内側および／または外側の温度センサのアレイを用いるステップを含むことができる。加熱室に複数のゾーンが画定される場合、この方法は、加熱ゾーンにおける１つ、いくつかまたはそれぞれのゾーンの（たとえば、設けられた場合、第１のゾーン、第２のゾーンおよび／または第３のゾーンの）温度を測定または決定するステップを含むことができる。

【0029】

いくつかの実施形態において、この方法は、たとえば加熱室の内側の測定または決定された温度に応じて、１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータの１つ、いくつかまたはそれぞれによって生成される熱を調整するステップを含むことができる。

【0030】

いくつかの実施形態において、この方法は、生成された可燃性ガスを洗浄するステップｆ）を含むことができる。ステップｆ）は、ステップｄ）の前に行うことができ、たとえばステップｃ）に続くことができる。

【0031】

実施形態において、加熱室は、使用中、回転可能とすることができる。たとえば、加熱室は回転軸を中心に回転可能とすることができる。この方法は、加熱室を回転させるステップｇ）を含むことができる。

【0032】

いくつかの実施形態において、この方法は、加熱室内へ蒸気を導入する、たとえば注入するステップｈ）を含むことができる。蒸気は、約４００℃と８００℃との間、たとえば約５００℃と７００℃との間、たとえば約５５０℃と６５０℃との間、たとえば約６００℃の温度で導入することができる。

【0033】

蒸気は熱交換器（たとえばボイラ）によって生成することができる。蒸気は過熱することができる。熱交換器は、加熱室を加熱することからの剰余熱によって加熱（たとえば煙道ガスによって加熱）することができる。熱交換器に水を提供することができる。水の温度は、制御する、または制御可能とすることができる。水の温度は、加熱室内へ供給される粉砕廃棄物の量に依存し得る。

【0034】

水の体積は制御可能とすることができる。水は連続的な流れとして提供することができ、または断続的な流れ、たとえばパルス状とすることができる。

【0035】

有益には、加熱室内へ蒸気を導入する、たとえば注入することにより、粉砕廃棄物の温度を急速に増加させることができる。

【0036】

加熱室内の任意の点で蒸気を導入することができる。たとえば、入口で、および／または加熱室のゾーンのいずれかにおいて、たとえば第１のゾーン、第２のゾーンおよび／または第３のゾーンにおいて、蒸気を導入、たとえば注入することができる。粉砕廃棄物の上流または下流で蒸気を導入することができる。好ましくは、粉砕廃棄物の下流で蒸気が導入される。好ましくは、加熱室の第１のゾーンにおいて蒸気が注入される。

【0037】

蒸気の導入、たとえば注入は、加熱室の回転軸からずらすことができる。

【0038】

いくつかの実施形態において、この方法は、生成された可燃性ガスをさらに処理するステップを含むことができる。このさらなる処理はステップｄ）の前に行うことができる。さらなる処理は、生成された可燃性ガスの１つまたは複数の成分を除去または分離すること、たとえば生成された可燃性ガスから水素を除去または分離することを含むことができる。

【0039】

本発明のさらなる一態様は、粉砕廃棄物を処理するための装置を提供し、この装置は、粉砕廃棄物から可燃性ガスを生成するための加熱室であって、粉砕廃棄物の加熱室内への導入のための入口と、生成された可燃性ガスの加熱室からの排出のための出口と、を含む、加熱室と、使用中、加熱室の内容物を加熱するように構成されたまたは構成可能な１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータと、使用中、加熱室で生成された可燃性ガスの少なくとも一部を１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータに供給するように構成されたまたは構成可能な供給システムと、を含む。

【0040】

実施形態において、この装置は、たとえば電気エネルギーを生成するための発電機を含むことができる。実施形態において、供給システムは、使用中、加熱室で生成された可燃性ガスの少なくとも一部を発電機に供給するように構成する、または構成可能とすることができる。

【0041】

いくつかの実施形態において、１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータは、加熱室内の第１のゾーンを第１の温度Ｔ１に加熱するように構成する、または構成可能とすることができる。１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータは、加熱室内の第２のゾーンを第２の温度Ｔ２に加熱するように構成する、または構成可能とすることができる。第２の温度Ｔ２は第１の温度Ｔ１より高くすることができる。

【0042】

実施形態において、１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータは、加熱室内の第３のゾーンを第３の温度Ｔ３に加熱するように構成する、または構成可能とすることができる。第３の温度Ｔ３は第１の温度Ｔ１より高くすることができる。

【0043】

１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータは、１つまたは複数の燃焼ヒータ、たとえばガスのような燃料源を用いる１つまたは複数のヒータを含むことができる。１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータは、１つまたは複数のガスヒータ、たとえば１つまたは複数のガスバーナを含むことができる。実施形態において、１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータは、使用中、加熱室の外側に配置することができる。１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータは、加熱室を加熱するように配置することができる。

【0044】

実施形態において、１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータは、複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータを含む。（加熱室内に複数のゾーンが画定される場合）加熱室の第１のゾーンにおいて粉砕廃棄物を、たとえば第１の温度Ｔ１に加熱するように、第１の燃焼加熱手段または燃焼ヒータを構成する、または構成可能とすることができる。加熱室の第２のゾーンにおいてガス化物質を、たとえば第２の温度Ｔ２に加熱するように、第２の燃焼加熱手段または燃焼ヒータを構成する、または構成可能とすることができる。加熱室の第３のゾーンを、たとえば第３の温度Ｔ３に加熱するように、第３の燃焼加熱手段または燃焼ヒータを構成する、または構成可能とすることができる。実施形態において、第１のゾーンは、入口に、またはこれに隣接した位置にあることができる。第３のゾーンは、出口に、またはこれに隣接した位置にあることができる。第２のゾーンは、第１のゾーンおよび第３のゾーン間の位置にあることができる。

【0045】

燃焼加熱手段または燃焼ヒータは、第２のゾーンおよび／または後続のゾーンにおいてガス化物質を加熱するように構成する、または構成可能とすることができる。第２のゾーンおよび後続のゾーン、たとえば第２のゾーンおよび第３のゾーンにおいて合成ガスを生成することができる。

【0046】

実施形態において、この装置は、たとえば加熱室の内側の温度を測定または決定するように構成されたまたは構成可能な１つまたは複数の温度センサを含むことができる。１つまたは複数の温度センサは、加熱室のゾーンの１つ、いくつかまたはそれぞれ（複数のゾーンが中に画定されている場合）の温度を測定または決定するように配置または構成することができる。実施形態において、第１のゾーンの温度を測定または決定するように１つまたは複数の温度センサを配置することができる。第２のゾーンの温度を測定または決定するように１つまたは複数の温度センサを配置することができる。第３のゾーンの温度を測定または決定するように１つまたは複数の温度センサを配置することができる。複数の温度センサが設けられる場合、これらはアレイ（たとえば複数のアレイ）を含むことができる。温度センサ（または温度センサのアレイ）の１つまたは複数を加熱室の内側に配置することができる。温度センサ（または温度センサのアレイ）の１つまたは複数を加熱室の外側に配置することができる。

【0047】

実施形態において、この装置は、たとえば加熱システムを制御するように構成されたまたは構成可能なコントローラを含むことができる。コントローラは、（たとえば１つまたは複数の温度センサによって）たとえば加熱室の内側で測定または決定された温度に応じて、１つまたは複数の燃焼加熱手段または燃焼ヒータの１つまたは複数によって生成される熱を調整または変更するように構成する、または構成可能とすることができる。実施形態において、コントローラは、たとえば加熱室内の温度が所定の閾値を超える（たとえば所定の閾値温度より高いまたは低い）場合、装置を停止するように構成する、または構成可能とすることができる。実施形態において、コントローラは、たとえば加熱室内の温度が所定の閾値を超えれば、オペレータに警告するように構成する、または構成可能とすることができる。警告は、視覚的および／または聴覚的とすることができる警報を含むことができる。

【0048】

ガスバーナは、加熱室に沿った設定された場所で存在することができる。たとえば、１つまたは複数のガスバーナを加熱室のゾーンのそれぞれに配置することができる。コントローラは、各ガスバーナによって加えられる熱を制御するように構成することができる。ガスバーナのそれぞれによって加えられる熱は、バーナの数に関係なく、制御システムによって独立して制御することができる。たとえば、制御システムは、ガスバーナの１つ、いくつかまたはそれぞれに供給される空気の質量流量を増加または減少させることができる。制御システムは、ガスバーナの１つ、いくつかまたはそれぞれへの燃料の質量流量を増加または減少させることもできる。燃料は２つの燃料成分（たとえば天然ガスおよび合成ガス）の混合物を含むことができる。加えて、またはあるいは、制御システムは、２つの燃料成分の混合物の比率を変更することができる。

【0049】

それぞれのガスバーナに供給される第１の燃料成分の量を変更する、または第１の燃料成分のいくらかがそれぞれのガスバーナに供給されるのを防止するためにガス制御弁が存在することができる。各ガス制御弁は、それぞれのガスバーナに供給される第２の燃料成分の量を変更する、または第２の燃料成分のいくらかがそれぞれのガスバーナに供給されるのを防止することができる。

【0050】

実施形態において、この装置は、たとえば加熱室で生成された可燃性ガスを洗浄するための洗浄システムを含むことができる。

【0051】

いくつかの実施形態において、この装置は、キルン、たとえばロータリーキルンを含むことができる。ロータリーキルンは直接型または間接型とすることができる。加熱室はキルン内に提供または画定することができる。加熱室（たとえばキルンまたはその一部）は、使用中、回転可能であるように配置または構成することができる。加熱室は熱変換室を含むことができる。

【0052】

いくつかの実施形態において、この装置は、蒸気送達手段または蒸気送達システムを含むことができ、たとえばこれは、加熱室内へ蒸気を導入、たとえば注入するように構成する、または構成可能とすることができる。蒸気送達手段またはシステムは水源を含むことができる。蒸気送達手段またはシステムは、たとえば水（たとえば水源からの）を沸騰させるように配置されたまたは配置可能なボイラを含むことができる。ボイラは熱交換器とすることができる。蒸気は過熱することができる。熱交換器は、加熱室を加熱することからの（たとえば煙道ガスによって加熱される）剰余熱によって加熱することができる。

【0053】

蒸気を生成するための水の温度は、コントローラ、制御手段または制御システムで制御することができる。

【0054】

蒸気を生成するための水の体積は、コントローラ、制御手段または制御システムで制御することができる。

【0055】

調整手段を設けて、加熱室内に導入される蒸気の場所を制御することができる。

【0056】

誤解を避けるために、本明細書に記載の特徴のいずれも、本発明のいずれの態様にも等しく当てはまる。たとえば、この装置は、この装置に関連する方法の任意の１つまたは複数の特徴を含むことができ、かつ／またはこの方法は、この装置の１つまたは複数の特徴に関連する任意の１つまたは複数の特徴またはステップを含むことができる。

【0057】

本発明のさらなる一態様は、前述の方法の１つまたは複数のステップを実施する手順をプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読プログラムコード手段またはコンピュータ可読プログラムシステムを含むコンピュータプログラム要素を提供する。

【0058】

本発明のさらに他の一態様は、コンピュータ可読媒体上に具現化されたコンピュータプログラム要素を提供する。

【0059】

本発明のさらに他の一態様は、プログラムが格納されたコンピュータ可読媒体を提供し、プログラムは、前述の方法の１つまたは複数のステップを実施する手順をコンピュータに実行させるように構成されている。

【0060】

本発明のさらに他の一態様は、前述のコンピュータプログラム要素またはコンピュータ可読媒体を含む制御手段または制御システムまたはコントローラを提供する。

【0061】

本願の範囲内で、前の段落に、請求項に、および／または次の説明および図面に記述されたさまざまな態様、実施形態、例および代替案、および特にこれらの個々の特徴は、独立して、または任意の組み合わせで解釈され得ることが明確に意図されている。すなわち、すべての実施形態および／または任意の実施形態の特徴を、このような特徴が非互換的でなければ、任意の方法および／または組み合わせで組み合わせることができる。誤解を避けるために、「ｍａｙ（可能性がある）」、「ａｎｄ／ｏｒ（および／または）」、「ｅ．ｇ．（たとえば）」、「ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ（たとえば）」という用語および本明細書で用いられるような同様の用語は、そのように説明されたいかなる特徴も存在する必要がないように非限定的であると解釈されるべきである。実際、任意選択の特徴の任意の組み合わせが、これらが明示的に特許請求されているか否かにかかわらず、本発明の範囲から逸脱することなく明示的に想定される。

【0062】

ここで本発明の実施形態を、添付の図面を参照して単に例として説明する。

【図面の簡単な説明】

【0063】

【図1】本発明の一実施形態による粉砕廃棄物を処理するための装置の一般化された概略図である。

【図2】図１に示す間接ロータリーキルン、加熱システムおよび蒸気システムの詳細な概略図である。

【図3】図２に示す間接ロータリーキルンの拡大図である。

【図4】図２に示す加熱システムの拡大図である。

【図5】図２に示す蒸気システムの拡大図である。

【図6】図２に示す合成ガス除去および圧力逃がしシステムを示す図である。

【図7】本発明の一実施形態による粉砕廃棄物を処理する方法のフロー図である。

【図8】本発明のさらなる一実施形態による粉砕廃棄物を処理する方法のフロー図である。

【図9】本発明のさらなる一実施形態による粉砕廃棄物を処理する方法のフロー図である。

【図10】本発明のさらなる一実施形態による粉砕廃棄物を処理する方法のフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0064】

ここで図１を参照すると、本発明の一実施形態による粉砕廃棄物を処理するための装置１の概略図が示されている。使用中、（以下でより詳細に説明するように）装置１は、廃棄物原料、たとえば粒状プラスチックを合成ガスに変換する。

【0065】

図３に示すように、装置１は加熱室２８を含み、これはこの実施形態において間接ロータリーキルン２内に設けられている。装置１は、廃棄物送給システム３、加熱システム４、蒸気システム５、洗浄システム６、貯蔵システム７およびさらなる処理システム８をさらに含む。加熱システム４は複数の燃焼ヒータ４０を含む。複数の燃焼ヒータ４０は、使用中、間接ロータリーキルン２の内容物を加熱するように配置されている。廃棄物送給システム３は、使用中、間接ロータリーキルン２内へ粉砕廃棄物を導入するように配置されている。蒸気システム５は、使用中、間接ロータリーキルン２内へ蒸気を導入するように配置されている。間接ロータリーキルン２は、供給システムＳによって加熱システム４に流体接続されている。供給システムＳは、この実施形態において洗浄システム６および貯蔵システム７を含む。しかしながら、いくつかの実施形態において、供給システムＳは、洗浄システム６および貯蔵システム７の１つまたはそれぞれがないことがある。

【0066】

洗浄システム６は、使用中、生成された合成ガスを間接ロータリーキルン２から受け取るように配置されている。貯蔵システム７は、使用中、洗浄された合成ガスを洗浄システム６から受け取るように配置されている。貯蔵システム７は、洗浄された合成ガスの少なくとも一部をさらなる処理システム８に送るように配置されている。

【0067】

ここで図２から図６を参照すると、図１に示す粉砕廃棄物を処理するための装置の部分の詳細な概略図が示されている。

【0068】

図３に示すように、間接ロータリーキルン２は入口２１および出口２２を含む。入口２１および出口２２は、この実施形態において、間接ロータリーキルン２の両端に配置されている。間接ロータリーキルン２はドラム２３を含む。ドラム２３は外側シェル２３ａを含む。外側シェル２３ａは断熱耐火レンガ２３ｂの層を取り囲んでいる。断熱耐火レンガ２３ｂは回転可能チューブ２３ｃを取り囲んでいる。回転可能チューブ２３ｃは両端で外側シェル２３ａの端部を超えて延在している。断熱耐火レンガ２３ｂと回転可能チューブ２３ｃとの間に加熱空間２３ｄが画定されている。使用中、回転可能チューブ２３ｃが回転しても、外側シェル２３ａおよび断熱耐火レンガ２３ｂは静止している。回転可能チューブ２３ｃは約１．５ｍの直径を有することができる。回転可能チューブ２３ｃは約１０ｍの加熱長さを有することができる。

【0069】

間接ロータリーキルン２は、使用のために、約１．５°の水平に対する角度で設置されている。間接ロータリーキルン２は、入口２１が出口２２より相対的に高くなるように配置されている。可変速駆動モータ２６ａが設けられ、これはこの実施形態において間接ロータリーキルン２の入口２１に隣接して配置されている。機械的駆動チェーン２６ｂも設けられている。機械的駆動チェーン２６ｂは可変速駆動モータ２６ａを回転可能チューブ２３ｃに連結する。使用中、可変速駆動モータ２６ａの作動により機械的駆動チェーン２６ｂが移動し、したがって回転可能チューブ２３ｃが回転する。ロータリーキルン２は水冷ベアリング（図示せず）上に支持されている。回転可能チューブ２３ｃは、窒素パージスプリング付きシール（図示せず）を用いて封止されている。

【0070】

間接回転可能キルン２の出口２２に隣接して排出フード２２ａが設けられている。排出フード２２ａは出口２２と流体連通している。排出フード２２ａ上に検査ハッチ２２ｂが設けられている。

【0071】

回転可能チューブ２３ｃ内には加熱室２８が画定されている。加熱室２８は、第１のゾーン２８ａ、第２のゾーン２８ｂおよび第３のゾーン２８ｃに分割されている。第１のゾーン２８ａは入口２１に隣接している。第３のゾーン２８ｃは出口２２に隣接している。第２のゾーン２８ｂは、第１のゾーン２８ａおよび第３のゾーン２８ｃ間に設けられている。この実施形態において、ゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃのそれぞれは、ほぼ等しい長さおよび／または容積である。しかしながら、いくつかの実施形態において、こうである必要はなく、ゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃの１つまたは複数は、異なる長さおよび／または容積であってもよい。

【0072】

装置１は、この実施形態において、温度センサのアレイ２９を含む。アレイ２９は、この実施形態において、回転可能チューブ２３ｃの内側に配置された温度センサ２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆを含む。回転可能チューブ２３ｃの内側に配置された温度センサ２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆの２つが、この実施形態において、ゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃのそれぞれの内側に配置されている。アレイ２９はまた、加熱空間２３ｄに配置された温度センサ２９ｇ、２９ｈ、２９ｉ、２９ｊ、２９ｋ、２９ｌを含む。

【0073】

この装置は圧力センサ２９ｍを含む。圧力センサ２９ｍは、加熱空間２３ｄ内の圧力を監視するように構成または配置されている。

【0074】

加熱空間２３ｄは、３つの排気口２５ａ、２５ｂ、２５ｃを含み、これらは外側シェル２３ａを通して設けられている。排気口２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、加熱空間２３ｄと流体連通している。排気口２５ａ、２５ｂ、２５ｃの１つが、それぞれ、加熱室２８のゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃのそれぞれに隣接して配置されている。

【0075】

装置１は第１の窒素供給部２１ａをさらに含む。第１の窒素供給部２１ａは間接ロータリーキルン２の入口２１と流体連通している。装置１は第２の窒素供給部２２ｃをさらに含む。第２の窒素供給部２２ｃは排出フード２２ａと流体連通している。第１の窒素供給部２１ａと回転可能チューブ２３ｃとの間に逆止弁２１ｂが設けられている。第２の窒素供給部２２ｃと排出フード２２ａとの間に逆止弁２２ｄが設けられている。

【0076】

送給システム３はこの実施形態において送給スクリュー（図示せず）を含む。しかしながら、いくつかの実施形態において送給システム３は、当業者によって理解されるように、間接ロータリーキルン２内へ廃棄物を送給するための任意の適切な手段を含むことができる。図１に示すように、加熱室２８内への粉砕廃棄物の量（たとえば質量流量）を監視するように流量センサ３０が配置されている。

【0077】

ここで図４を参照すると、加熱システム４は、この実施形態において、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆである複数の燃焼ヒータ４０を含む。ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆは、使用中、加熱空間２３ｄを加熱するように配置されている。ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆは、希薄燃焼高効率ガスバーナである。ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆは、（後でより詳細に説明するように）個別に制御可能であるように構成されている。この実施形態において、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの２つが、ゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃのそれぞれに隣接して配置されている。ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆは、間接ロータリーキルン２の長さに沿って等間隔である。各ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆには、それぞれの監視装置４０ｇ、４０ｈ、４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ、４０ｌが設けられている。監視装置４０ｇ、４０ｈ、４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ、４０ｌは、この実施形態において、火炎検出器である。

【0078】

加熱システム４は天然ガス供給部４１を含む。天然ガス供給部４１は、天然ガスパイプライン４１ａを介してガス制御弁４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆと流体連通している。天然ガスパイプライン４１ａは、並列な分岐部４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇを有する。各分岐部４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇには、それぞれ、ガス制御弁４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆが配置されている。流量センサ４１ｈも設けられている。流量センサ４１ｈは、天然ガスパイプライン４１ａを通る流れ、たとえば天然ガス供給部４１と第１の分岐部４１ｂとの間の流れを監視するように配置されている。

【0079】

加熱システム４はまた、（後でより詳細に説明するように）生成された合成ガスの貯蔵部４２と流体連通する合成ガス供給パイプライン４２ａを含む。合成ガス供給パイプライン４２ａは、ガス制御弁４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆと流体連通している。合成ガスパイプライン４２ａは、並列な分岐部４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、４２ｇを有する。圧力センサ４２ｈも設けられている。圧力センサ４２ｈは、合成ガスパイプライン４２ａ内の、たとえば遠位分岐部４２ｇと合成ガスの貯蔵部４２との間のガスの圧力を測定または決定するように構成されている。

【0080】

天然ガスパイプライン４１ａは、ガスパイプ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆによって、それぞれ、各ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに流体接続されている。合成ガス供給パイプライン４２ａは、ガスパイプ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆによって、それぞれ、各ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに流体接続されている。各ガスパイプ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆは、ガス制御弁４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆを含む。各ガスパイプ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆは、温度制御弁４２ａａ、４２ｂｂ、４２ｃｃ、４２ｄｄ、４２ｅｅ、４２ｆｆを含む。

【0081】

各ガス制御弁４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆは、天然ガスパイプライン４１ａのそれぞれの分岐部４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇとそれぞれのガスパイプ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆとの間に配置されている。各ガス制御弁４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆは、合成ガスパイプライン４２ａのそれぞれの分岐部４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅ、４２ｆ、４２ｇとそれぞれのガスパイプ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆとの間に配置されている。

【0082】

加熱システム４は燃焼用空気供給部４３をさらに含む。燃焼用空気供給部４３は、燃焼用空気パイプライン４３ａを介して、燃焼用空気ファン４６と流体連通している。燃焼用空気ファン４６は電気駆動モータ４６ａを含む。燃焼用空気パイプライン４３ａは、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆのそれぞれに、たとえば、それぞれ、分岐部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４３ｇを介して流体接続されている。各ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆとそれぞれの分岐部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４３ｇとの間の線上に、空気制御弁４３ｈ、４３ｉ、４３ｊ、４３ｋ、４３ｌ、４３ｍが設けられている。燃焼用空気パイプライン４３ａの各分岐部４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ、４３ｅ、４３ｆ、４３ｇは、温度制御弁４２ａａ、４２ｂｂ、４２ｃｃ、４２ｄｄ、４２ｅｅ、４２ｆｆとガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆとの間のそれぞれのガスパイプ４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ、４５ｅ、４５ｆに接続されている。

【0083】

ここで図５を参照すると、蒸気システム５には水源５１が設けられている。水源５１は、蒸気パイプライン５１ａを介して蒸気過熱器５２と流体連通している。水源５１から蒸気過熱器５２への水の流れを測定するように流量センサ５１ｂが配置されている。蒸気パイプライン５１ａには流量制御弁５１ｃが配置されている。蒸気過熱器５２は、蒸気パイプライン５１ａを介して回転可能チューブ２３ｃの入口２１と流体連通している。

【0084】

蒸気過熱器５２は、加熱空間２３ｄからの剰余熱によって加熱される。排気口２５ａ、２５ｂ、２５ｃは、過熱器５２と流体連通して、これに剰余熱を提供する。剰余熱は水を加熱して、回転可能チューブ２３ｃの入口２１に過熱蒸気を提供する。

【0085】

ここで図６を参照すると、排出フード２２ａは、たとえば出口パイプ６１を介して合成ガスファン６０と流体連通している。排出フード２２ａは、たとえば出口パイプ６１を介して圧力制御弁６２と流体連通している。圧力制御弁６２は圧力逃がしシステム（図示せず）と流体連通している。合成ガスファン６０は洗浄システム６と流体連通している。合成ガスファン６０は可変速電気駆動モータ６０ａを含む。回転可能チューブ２３ｃの内側の圧力をその出口２２でおよび／またはこれに隣接して監視するように圧力センサ６３が配置されている。排出フード２２ａの内側の圧力を監視するように圧力センサ６４が配置されている。使用中、排出フード２２ａから合成ガスファン６０へ流れるガスの温度を監視するように温度センサ６５が配置されている。使用中、合成ガスファン６０から洗浄システム６へ流れるガスの圧力を監視するように圧力センサ６６が配置されている。

【0086】

再び図２を参照すると、この装置は、排出フード２２ａから残留物を受け取るように配置された残留物除去システム９を含む。この残留物は、残留物処理システム（図示せず）でのさらなる処理に送ることができる。

【0087】

装置１は制御システム（図示せず）をさらに含む。監視装置４０ｇ、４０ｈ、４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ、４０ｌは、制御システムに有線接続している。逆止弁２１ｂ、２２ｄは、制御システムと有線通信する。圧力送信機２９ｍは制御システムと有線通信する。温度送信機２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇ、２９ｈ、２９ｉ、２９ｊ、２９ｋ、２９ｌは、制御システムと有線通信する。可変速駆動モータ２６ａは制御システムと有線通信する。ガス制御弁４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆは、制御システムと有線通信する。流量センサ４１ｈは制御システムと有線通信する。圧力センサ４２ｈは制御システムと有線通信する。温度制御弁４２ａａ、４２ｂｂ、４２ｃｃ、４２ｄｄ、４２ｅｅ、４２ｆｆは、制御システムと有線通信する。電気駆動モータ４６ａは制御システムと有線通信する。空気制御弁４３ｈ、４３ｉ、４３ｊ、４３ｋ、４３ｌ、４３ｍは、制御システムと有線通信する。流量センサ５１ｂおよび流量制御弁５１ｃは制御システムと有線通信する。可変速電気駆動モータ６０ａは制御システムと有線通信する。圧力制御弁６２は制御システムと有線通信する。圧力センサ６４は制御システムと有線通信する。圧力センサ６３は制御システムと有線通信する。温度センサ６５は制御システムと有線通信する。圧力センサ６６は制御システムと有線通信する。流量センサ３０は制御システムと有線通信する。いくつかの実施形態において、上述の構成要素の１つ、いくつかまたはそれぞれは、加えて、またはあるいは、制御システムと無線通信することができる。

【0088】

ここで図７を参照すると、図１から図６に示す装置を用いて、本発明の一実施形態による粉砕廃棄物を処理する方法が示されている。

【0089】

第１のステップＳ１において、加熱室２８および複数のガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを含む装置１が提供される。回転可能チューブ２３ｃを回転させる。

【0090】

第２のステップＳ２において、粉砕廃棄物が送給システム３によって入口２１を通して回転可能チューブ２３ｃ内へ、したがって加熱室２８内へ送給される。いかなる理論によっても縛られることを望まないが、間接ロータリーキルン２の傾斜角により、送給材料が回転可能チューブ２３ｃに沿って、たとえば重力送給によって、出口２２に向かって移動することが促進されると考えられる。

【0091】

第３のステップＳ３において、蒸気が蒸気システム５によって加熱室２８内へ注入される。蒸気が蒸気パイプライン５１ａによって入口２１を通して回転チューブ２３ｃ内へ導入される。蒸気は約６００℃で回転チューブ２３ｃ内へ導入される。

【0092】

温水が温水源５１から蒸気過熱器５２へ提供される。蒸気過熱器５２への温水の流量は流量センサ５１ｂによって監視され、測定値は制御システムに送られる。流量制御弁５１ｃを調整することによって、制御システムは蒸気過熱器５２への温水の流量を調整することができる。温水は、回転可能チューブ２３ｃへの導入のために蒸気過熱器５２内で蒸気に加熱される。

【0093】

有利には、蒸気は、合成ガスの生成のための還元雰囲気を提供する。したがって、いかなる特定の理論によっても縛られることを望まないが、加熱室２８内の廃棄物は、蒸気の存在下でより容易かつ効率的に合成ガスにガス化されると考えられる。さらに、蒸気は、加熱室２８の内側の廃棄物に直接熱を伝達するように作用する。有益には、ゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃにおいて要求される温度に到達するのにガスバーナから要求される熱をしたがって比較的減少させることができる。

【0094】

第４のステップＳ４において、加熱室２８内の粉砕廃棄物は、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを用いて加熱される。

【0095】

廃棄物は、回転可能チューブ２３ｃに沿って移動するとき、３つのゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃを通過する。一実施形態において、第１のゾーン２８ａにおける第１の温度Ｔ１は約７００℃であり、第２のゾーン２８ｂにおける第２の温度Ｔ２は約９００℃であり、第３のゾーン２８ｃにおける第３の温度Ｔ３は約１１００℃である。加熱空間２３ｄの出口２２の近くの温度は約１２００℃とすることができる。しかしながら、いくつかの実施形態において、第１の温度Ｔ１、第２の温度Ｔ２、および／または第３の温度Ｔ３は異なっていてもよい。

【0096】

第５のステップＳ５において、合成ガスが加熱室２８内で生成される。合成ガスは、実施形態において、粉砕廃棄物に応じて、水素、メタンおよび一酸化炭素の混合物を含む。用いられる粉砕廃棄物に応じて、追加のガス状物質、たとえば二酸化炭素および酸素も存在する可能性がある。生成された合成ガス中の水素とメタンとの比率は、装置１のさまざまな動作要因を調整することによって調整することができる。たとえば、第２のゾーン２８ｂおよび／または第３のゾーン２８ｃにおいて比較的高い温度に加熱することによって、メタンに対して比較的大きな比率の水素を生成することができるということが見出されている。このような比較的高い温度は、たとえば、１０００℃から１２００℃の範囲とすることができる。このように最大の水素生成を達成することができる。逆に、第２のゾーン２８ｂおよび／または第３のゾーン２８ｃにおける比較的低い温度の結果、生成された合成ガス中の水素に対するメタンの比率が比較的高くなる可能性がある。このような比較的低い温度は、たとえば、８５０℃から９５０℃の範囲とすることができる。このような比較的低い温度の下では、回転可能チューブ２３ｃから除去される合成ガス中に比較的多くのメタンが存在する可能性がある。これは、生成された合成ガスの少なくとも一部を、加熱室２８を加熱するためにガスバーナに送るのに有利であり得る。加えて、またはあるいは、生成された合成ガスの少なくとも一部を、電気エネルギーを生成するための発電機に送ることができる。この電気エネルギーは、この装置の少なくとも一部に電力を供給するために用いることができ、かつ／または電力網に送って、および／または他の機械に電力を供給することができる。

【0097】

加熱室２８内の廃棄物の加熱は、加熱室２８における合成ガス（これは可燃性ガスを含む）の生成、たとえば第５のステップＳ５につながる。

【0098】

生成された合成ガスは、約１０秒のキルン２内での滞留時間を有することができる。生成された合成ガスの滞留時間は、合成ガスファン６０によって生成される吸引を増加または減少させることによって変更することができる。合成ガスファン６０への電力を増加させることは、回転可能チューブ２３ｃからの合成ガスの流れを相対的に増加させるように作用することができる。

【0099】

第６のステップＳ６において、生成された合成ガスの少なくとも一部が、加熱室２８から複数のガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに供給される。いくつかの実施形態において、複数のガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆによって用いられる燃料は、生成された合成ガスによってほとんどまたは全部を提供することができる。実施形態において、生成された合成ガス（またはその少なくとも一部）は、複数のガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに供給される前に処理することができる。たとえば、生成された合成ガスの１つまたは複数の成分（たとえば水素）を、複数のガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに供給する前に除去することができる。

【0100】

粉砕廃棄物が回転可能チューブ２３ｃに入ってから、関連する残留物が残留物除去システム９によって除去されるまでの時間は、１０分から２０分の範囲である。

【0101】

生成された合成ガスは出口２２を通って回転可能チューブ２３ｃを出る。合成ガスは、合成ガスファン６０の作用によって回転可能チューブ２３ｃから引き出される。合成ガスは次いで排出フード２２ａに入る。合成ガスは次いで排出フード２２ａから洗浄システム６へ引き込まれる。加えて、内部分配器（図示せず）が、加熱ゾーン２８を通して排出フード２２ａへ固体残留物を輸送するのを支援する。これらの固体残留物は次いで除去され、残留物除去システム９で処理される。加えて、有利には、内部分配器はまた、加熱ゾーン２８内のガスおよび蒸気に乱流を導入する。いかなる理論によっても縛られることを望まないが、この乱流により、たとえばガス化された廃棄物と蒸気との混合を強化することを通して、合成ガス生成の効率が高まると考えられる。生成された合成ガスは洗浄システム６において洗浄される。洗浄された合成ガスは次いで貯蔵システム７に送られる。合成ガスの少なくとも一部が次いで貯蔵システム７からガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに送られる。

【0102】

有利には、上述の方法および装置１は先行技術のシステムより相対的に効率的なシステムを提供する。たとえば、装置１によって生成された合成ガスを、複数のガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ用の燃料源として利用することによって、外部燃料の量が相対的に減少する。加熱室２８を加熱するコストは、したがって、先行技術の装置および方法に対して相対的に低減することができる。

【0103】

当業者によって理解されるように、上述のさまざまなステップは同時に行うことができる。たとえば、以前に送給された廃棄物がガスバーナによって加熱されているのと同時に、間接キルン２内へ廃棄物を送給することができる。

【0104】

回転可能チューブ２３ｃ内の圧力は圧力センサ６３によって監視される。出口パイプ６１内の温度は温度センサ６５によって監視される。制御システムは、監視された圧力および温度を受け取る。監視された圧力が事前定義された閾値より大きければ、制御システムは、圧力制御弁６２を作動させて合成ガスが回転可能チューブ２３ｃから逃げることを可能にするように構成されている。たとえば、回転可能チューブ２３ｃにおける閉塞のような事故によって圧力上昇が引き起こされる可能性がある。監視された圧力が事前定義された閾値より小さければ、制御システムはファン６０の吸引を増加させる。回転可能チューブ２３ｃ内の圧力は、約１バール、たとえば大気圧に設定することができる。

【0105】

残留物除去システム９は、適切に処理されるように排出フード２２ａから固形残留物を除去する。

【0106】

制御システムは、逆止弁２１ｂを開くことによって、第１の窒素供給部２１ａから回転可能チューブ２３ｃの入口へ窒素パージを周期的に提供することができる。制御システムはまた、逆止弁２２ｄを開くことによって第２の窒素供給部２２ｃから排出フード２２ａへ窒素パージを提供することができる。

【0107】

ここで図８を参照すると、本発明のさらなる一実施形態による粉砕廃棄物を処理する方法が示されている。

【0108】

第１のステップＳ１１において、加熱室２８内の粉砕廃棄物が、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆを用いて加熱される。

【0109】

第２のステップＳ１２において、加熱室２８内の温度が、温度センサ２９ａ、２９ｂ、２９ｃ、２９ｄ、２９ｅ、２９ｆ、２９ｇ、２９ｈ、２９ｉ、２９ｊ、２９ｋ、２９ｌによって測定される。測定された温度は制御システムに送られる。加熱空間２３ｄの内側の温度は、温度センサ２９ｇ、２９ｈ、２９ｉ、２９ｊ、２９ｋ、２９ｌによって測定される。この測定された温度は制御システムに送られる。理解されるように、加熱室２８のゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃのそれぞれにおける温度は、個別に測定または決定することができる。加えて、またはあるいは、ゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃのそれぞれに隣接する加熱空間内の温度も、個別に測定または決定することができる。

【0110】

加えて、監視装置４０ｇ、４０ｈ、４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ、４０ｌが、それぞれ、各ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆでの火炎の有無を記録する。圧力センサ４２ｈは供給パイプライン４２ａ内の合成ガスの圧力を測定する。流量センサ４１ｈは、天然ガスパイプライン４１ａを通る天然ガスの流量を測定する。

【0111】

第３のステップＳ１３において、制御システムは、加熱室２８内の監視または決定された温度を所定の温度範囲と比較する。特に、加熱室２８の第１のゾーン２８ａにおける監視または決定された温度は、第１のゾーン２８ａについての所定の温度範囲と比較される。加熱室２８の第２のゾーン２８ｂにおける監視または決定された温度は、第２のゾーン２８ｂについての所定の温度範囲と比較される。加熱室２８の第３のゾーン２８ｃにおける監視または決定された温度は、第３のゾーン２８ｃについての所定の温度範囲と比較される。

【0112】

加えて、制御システムは、監視装置４０ｇ、４０ｈ、４０ｉ、４０ｊ、４０ｋ、４０ｌ、圧力センサ４２ｈおよび流量センサ４２ｈから受け取ったデータを用いて、加熱システム４の動作を監視する。

【0113】

第４のステップＳ１４において、加熱室内の測定または決定された温度が所定の温度範囲の外側にあれば、制御システムは、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの１つまたは複数によって加熱室２８に加えられる熱の量を調整する。たとえば、加熱室２８の第１のゾーン２８ａにおける測定または決定された温度が所定の温度範囲より低ければ、制御システムは、ガスバーナ４０ａおよび４０ｂの１つまたはそれぞれを調整して、これらが第１のゾーン２８ａへ加える熱の量を増加させる。

【0114】

第１のゾーン２８ａにおける所定の温度範囲は、６５０℃と７５０℃との間、たとえば６６０℃、６７０℃、６８０℃または６９０℃と７１０℃、７２０℃、７３０℃または７４０℃との間とすることができる。第２のゾーン２８ｂにおける所定の温度範囲は、８５０℃と９５０℃との間、たとえば８６０℃、８７０℃、８８０℃または８９０℃と９１０℃、９２０℃、９３０℃または９４０℃との間とすることができる。第３のゾーン２８ｃにおける所定の温度範囲は、約１０５０℃と１１５０℃との間、たとえば約１０６０℃、１０７０℃、１０８０℃または１０９０℃と１１１０℃、１１２０℃、１１３０℃または１１４０℃との間とすることができる。所定の温度範囲は、廃棄物（たとえば加熱室２８内へ送給される廃棄物）の組成に応じて変更または設定することができる。

【0115】

加熱室２８のゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃのそれぞれにおける温度は、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆのそれぞれによって加えられる熱を制御することによって制御される。ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆのそれぞれによって加えられる熱は、制御システムによって独立して制御される。たとえば、制御システムは、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの１つ、いくつかまたはそれぞれに供給される空気の質量流量を増加または減少させることができる。制御システムはまた、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの１つ、いくつかまたはそれぞれへの燃料の質量流量を増加または減少させることができる。燃料は天然ガスと合成ガスとの混合物を含むことができる。加えて、またはあるいは、制御システムは、燃料中の合成ガスに対する天然ガスの混合物の比率を変更することができる。各ガス制御弁４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆは、それぞれのガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに供給される天然ガスの量を変更する、またはいかなる天然ガスもそれぞれのガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに供給されるのを防止することができる。各ガス制御弁４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆは、それぞれのガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに供給される合成ガスの量を変更する、またはいかなる合成ガスもそれぞれのガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに供給されるのを防止することができる。実施形態において、合成ガスのみを、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの１つ、いくつかまたはそれぞれに供給することができる。実施形態において、天然ガスのみを、ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆの１つ、いくつかまたはそれぞれに供給することができる。たとえば、利用可能な合成ガスが不十分であるとき、天然ガスのみをガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆに供給することができる。このような状況は、装置１の初期起動および運転中に起こる可能性がある。

【0116】

３つの温度ゾーン２８ａ～２８ｃにおける温度は加えて、制御システムが回転可能チューブ２３ｃの回転速度を変更することによって制御することができる。制御システムは、可変速駆動モータ２６を制御して回転チューブ２３ｃを所望の回転速度で回転させるように構成されている。

【0117】

燃焼用空気ファン４６は、一定速度または可変速度で（たとえば、制御システムによって）動作可能である。電気駆動モータ４６ａは制御システムによって制御することができる。ガスバーナ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆへの燃焼用空気の流量は、燃焼用空気制御弁４３ｈ、４３ｉ、４３ｊ、４３ｋ、４３ｌ、４３ｍによって決定されるので、燃焼用空気ファン４６での電気駆動モータ４６ａの可変制御は、加熱システム４の動作効率を改善するためにのみ提供される。

【0118】

ここで図９を参照すると、本発明のさらなる一実施形態による粉砕廃棄物を処理する方法が示されている。

【0119】

第１の、任意選択のステップＳ２１において、粉砕廃棄物の質量流量に対する蒸気の質量流量の比率が計算される。実施形態においてこれは、制御システムによって、またはこれを用いて計算することができる。この比率は、加熱室２８で生成される合成ガスの成分の目標量を提供するように計算される。実施形態において、この比率は、メタンまたは水素の目標量を提供するように計算される。この比率は、過去の動作データに基づいて計算することができる。この比率は、理論的分析、または独自のプロセスモデリングソフトウェアの出力に基づくことができる。この比率は、過去の動作データと理論的分析との組み合わせに基づいて計算することができる。この比率は、間接ロータリーキルン２の具体的な形状および動作条件、ならびに粉砕廃棄物の種類および粒度に基づいて計算される。

【0120】

第２のステップＳ２２において、図７に関して説明した方法のステップＳ２に関して説明したものと同様の方法で、粉砕廃棄物が加熱室２８内へ送給される。第３のステップＳ２３において、蒸気が加熱室２８へ導入される。

【0121】

第２のステップＳ２２において、蒸気は粉砕廃棄物と接触し、これは、この実施形態において、混合を含む。図７に関して説明した方法のステップＳ２に関して説明したものと同様の方法で、粉砕廃棄物が加熱室２８内へ送給される。蒸気が加熱室２８へ導入される。この実施形態において、蒸気と粉砕廃棄物との混合は加熱室２８の内側で起こる。しかしながら、いくつかの実施形態において、混合（および、実際は接触）は、加熱室２８の少なくとも部分的に外部で起こり得る。

【0122】

第３のステップＳ２３において、蒸気および粉砕廃棄物は加熱室２８の内側で加熱されて合成ガスを生成する。この生成された合成ガスは次いで加熱室２８を出て、上述のように、さらなる処理のために洗浄システム６に入る。

【0123】

第４のステップＳ２４において、加熱室２８のゾーン２８ａ、２８ｂ、２８ｃにおける１つまたは複数の所与の温度で、生成された合成ガスがその成分（たとえばメタンまたは水素）の目標量を含むように、粉砕廃棄物の質量流量に対する蒸気の質量流量の比率が調整される。

【0124】

加熱室２８内へ送給される粉砕廃棄物の質量流量が測定または決定される。実施形態において、これは、送給スクリューによって加熱室２８内へ送給される粉砕廃棄物の質量を監視することによって達成される。これは、送給スクリューの角速度を測定または決定することによって達成することができる。実施形態において、送給スクリューの角速度は、（たとえば送給スクリューの回転を駆動するモータの角速度を測るまたは知ることを介して）直接測定することができ、かつ／または（たとえばエンコーダを用いて）間接的に測定することができる。

【0125】

加熱室２８内への蒸気の質量流量は、この実施形態において、流量センサ５１ｂを介して水の流れを監視することによって測定または決定される。しかしながら、いくつかの実施形態において、加熱室２８内への蒸気の質量流量を監視するための任意の適切な手段を用いることができる。

【0126】

加熱室２８内への粉砕廃棄物の送給速度を次いで、送給スクリューの角速度を調整することによって制御することができる。加えて、またはあるいは、加熱室２８内への蒸気の質量流量は、流量制御弁５１ｃを（たとえば自動または手動で）調整することによって制御することができる。このように、加熱室２８内への粉砕廃棄物の質量流量は、粉砕廃棄物の質量流量に対する蒸気の質量流量の計算された比率に到達するように調整することができる。このように、生成された合成ガスの成分（たとえば水素またはメタン）の目標量が達成される。

【0127】

当業者によって理解されるように、第１の、任意選択のステップＳ２１は、（たとえば少なくとも部分的に）この方法の他のステップのいずれかの前またはこれと同時にいつでも実行することができる。ステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４およびＳ２５は、実施形態において、粉砕廃棄物の処理中、連続的（または実質的に連続的）とすることができる。第１の、任意選択のステップＳ２１は、粉砕廃棄物の処理中、１回または複数回実行することができる。たとえば、生成される合成ガスの成分の異なる目標量を設定することができる。加えて、またはあるいは、生成される合成ガスの異なる成分を設定することができる。加えて、またはあるいは、加熱室の１つまたは複数の動作特性（たとえばその中の１つまたは複数の温度および／またはその回転速度）を変更することができ、かつ／または粉砕廃棄物の組成および／または種類（たとえば異なるプラスチックまたはプラスチック材料の混合物、および／または廃棄物の粉砕粒子の異なる大きさまたは大きさの範囲）を用いることができる。新たな計算が実行される場合、上で特定された特性および／または目標成分量のいずれか１つまたは複数に基づくことができる。実施形態において、任意選択のステップＳ２１は、他のステップの１つまたは複数がすでに始まってから実行することができる。実施形態において、第６のステップＳ２６は、たとえば、任意選択のステップＳ２１に続けて実行することができ、任意選択のステップＳ２１からの結果に基づくことができる。

【0128】

（実施例）
生成される合成ガスの成分の目標量を提供するために必要な粉砕廃棄物の質量流量に対する蒸気の質量流量の比率の計算を提供する（たとえば任意選択の第１のステップＳ２１）ために独自のプロセスモデリングソフトウェアを用いる理論的分析を行った。

【0129】

一例において、粉砕廃棄物はポリプロピレンであり、加熱室２８内の動作温度は１１５０℃に設定した。目標成分はメタンに設定し、その目標量は生成される合成ガスの３５％ｖ／ｖに設定した。

【0130】

理論的分析を用いて、粉砕廃棄物の質量流量に対する蒸気の質量流量の比率は０．６であると決定した。

【0131】

驚くべきことに、粉砕廃棄物に対する蒸気の比率を０と０．６との間の比率で増加させることによって、生成される水素の量（生成された合成ガスのパーセンテージｖ／ｖで）が減少するという結果が見出された。しかしながら、粉砕廃棄物に対する蒸気の比率を０．６と１との間の比率で増加させると、生成される水素の量（生成された合成ガスのパーセンテージｖ／ｖで）が増加するという結果になる。

【0132】

ここで図１０を参照すると、本発明のさらなる一実施形態による粉砕廃棄物を処理する方法が示されている。

【0133】

図１０に示す方法の最初の３つのステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３は、それぞれ、図９に示す方法の最初の３つのステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３と同様である。

【0134】

図１０に示す方法は、生成される合成ガスに含まれる成分の量を制御するためのフィードバックループ（たとえば閉ループ）を含む第４のステップＳ３４を含む。

【0135】

第４のステップＳ３４は、生成された合成ガスにおける成分の量を測定する第１の段階Ｓ３５を含む。この測定は、キルン２の外側または内側で行うことができ、かつ／またはガス分析器、ガス分析手段またはシステム（図示せず）の使用を通して達成することができる。ガス分析器またはガス分析手段またはシステムは、ガスクロマトグラフを含むことができ、かつ／またはガスクロマトグラフィおよび／または当業者に知られている任意の他の適切な技術を用いることができる。実施形態において、（たとえば追加で）生成された合成ガスの１つまたは複数の他の成分を測定することができる。

【0136】

第２の段階Ｓ３６において、生成される合成ガスの成分の目標量と成分の測定された量との間の差をコントローラが決定または計算する。差があれば、コントローラは、送給スクリューの角速度に対する変更および／または流量制御弁５１ｃに対する変更を計算して、成分の目標量を生成するため、それぞれ、粉砕廃棄物の送給速度および加熱室２８内への蒸気の質量流量を調整する。この計算は、少なくとも部分的に自動化することができ、またはオペレータによって実行することができる。

【0137】

第３の段階Ｓ３７ａ、Ｓ３７ｂにおいて、流量制御弁５１ｃに対する調整を行って、加熱室に入る蒸気の質量流量を増加または減少させ、かつ／または送給スクリューの角速度に対する調整を行って、加熱室内への粉砕廃棄物の送給速度を増加または減少させる。調整は、第２の段階Ｓ３６で実行された計算に応じて行われる。一実施形態において、蒸気の質量流量のみが調整される。他の一実施形態において、粉砕廃棄物の送給速度のみが調整される。

【0138】

第４のステップＳ３４の上述のフィードバックループは、成分の目標量が生成されるように、生成される合成ガスの監視および制御を提供する。有利には、これにより、動作中、生成される合成ガスの成分の目標量を維持することが可能になる。さらに有利には、これにより、この方法の動作中、目標量および／または成分を変更することが可能になる。このように、最終用途の要件に対する変更をより迅速かつ容易に満たすことができる。

【0139】

本発明の範囲から逸脱することなく前述の実施形態に対するいくつかの変形が想定されるということが当業者によって理解されるであろう。たとえば、１つの方法の１つまたは複数のステップまたは段階を、加えて、またはあるいは、他の方法のいずれかで用いることができる。さらに、制御システムは、（たとえば少なくとも部分的に）自動化することも、または（たとえば少なくとも部分的に）手動で監視および／または制御することもできる。制御システムは、遠隔に、または装置１に、またはこれに隣接して配置することができる。加えて、またはあるいは、天然ガス源４１が記載されているが、これは代わりに、石油または石炭などのような別の可燃性燃料であってもよい。加えて、またはあるいは、６つのガスバーナが示されているが、代わりに、たとえば６つより多いまたは少ない任意の適切な数があり得る。加えて、またはあるいは、単一の間接ロータリーキルンが示されているが、代わりに複数の間接ロータリーキルンがあってもよい。１より多くの間接ロータリーキルンが設けられる場合、各間接ロータリーキルンについて加熱システム、蒸気システム、供給システムなどがあってもよい。あるいは、１より多くの間接ロータリーキルンが設けられる場合、加熱システム、蒸気システム、供給システムなどを、２つ以上の間接ロータリーキルン間で共有することができる。

【0140】

加えて、またはあるいは、上述の方法のいずれかは、生成された合成ガスおよび／またはその任意の成分を洗浄するステップを含むことができる。加えて、またはあるいは、上述の方法のいずれかは、生成された（および／または洗浄された）合成ガスおよび／またはその任意の成分をガスグリッドに、またはこれのために準備または送達するステップを含むことができる。加えて、またはあるいは、上述の方法のいずれかは、生成された合成ガスおよび／またはその任意の成分をさらに処理して、たとえば特定の成分または化合物（たとえばメタノールまたは一酸化炭素など）を生成するステップを含むことができる。

【0141】

加えて、またはあるいは、装置１は間接回転可能キルン２を含むと説明されているが、こうである必要はなく、代わりに、キルンは直接キルン、たとえば直接回転可能キルンであってもよい。

【0142】

加えて、またはあるいは、粉砕廃棄物と蒸気とは混合されると説明されているが、この混合は、粉砕廃棄物の蒸気と接触する導入にのみ起因し得る。あるいは、混合は、粉砕廃棄物と蒸気との混合を補助または強化するように構成された混合手段またはミキサの使用を含むことができる。設けられた場合、混合手段またはミキサは、キルン２の内側、たとえば加熱室２８の内側に設けることができる。あるいは、混合手段またはミキサは、キルン２の少なくとも部分的に外側に（たとえば加熱室２８の少なくとも部分的に外側に）設けることができる。

【0143】

前述の特徴および／または添付の図面に示すものの任意の数の組み合わせは、先行技術に対して明らかな利点を提供し、したがって本明細書に記載の本発明の範囲内にあることも、当業者によって理解されよう。

【符号の説明】

【0144】

１ 装置
２ キルン
３ 供給システム
４ 加熱システム
５ 蒸気システム
６ 洗浄システム
７ 貯蔵システム
８ さらなる処理システム
９ 残留物除去システム
２１ 入口
２１ａ 第１の窒素供給部
２１ｂ 逆止弁
２２ 出口
２２ａ 排出フード
２２ｂ 検査ハッチ
２２ｃ 第２の窒素供給部
２２ｄ 逆止弁
２３ ドラム
２３ａ 外側シェル
２３ｂ 断熱耐火レンガ
２３ｃ 回転可能チューブ
２３ｄ 加熱空間
２５ａ～２５ｃ 排気口
２６ａ 可変速駆動モータ
２６ｂ 機械的駆動チェーン
２８ 加熱室
２８ａ 第１のゾーン
２８ｂ 第２のゾーン
２８ｃ 第３のゾーン
２９ａ～２９ｌ 温度センサ
２９ｍ 圧力センサ
３０ 流量センサ
４０ 燃焼ヒータ
４０ａ～４０ｆ ガスバーナ
４０ｇ～４０ｌ 監視装置
４１ 天然ガス供給部
４１ａ 天然ガスパイプライン
４１ｂ～４１ｇ 分岐部
４１ｈ 流量センサ
４２ 貯蔵部
４２ａ 合成ガス供給パイプライン
４２ｂ～４２ｇ 分岐部
４２ｈ 圧力センサ
４２ａａ～４２ｆｆ 温度制御弁
４３ 燃焼用空気供給部
４３ａ 燃焼用空気パイプライン
４３ｂ～４３ｇ 分岐部
４３ｈ～４３ｍ 空気制御弁
４４ａ～４４ｆ ガス制御弁
４５ａ～４５ｆ ガスパイプ
４６ 燃焼用空気ファン
４６ａ 電気駆動モータ
５１ 水源
５１ａ 蒸気パイプライン
５１ｂ 流量センサ
５１ｃ 流量制御弁
５２ 蒸気過熱器
６０ 合成ガスファン
６０ａ 可変速電気駆動モータ
６１ 出口パイプ
６２ 圧力制御弁
６３ 圧力センサ
６４ 圧力センサ
６５ 温度センサ
６６ 圧力センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2021-05-14

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉砕廃棄物を処理する方法であって、
ａ）加熱室および前記加熱室の内容物を加熱するための１つまたは複数の燃焼加熱手段を提供するステップであって、前記加熱室は入口および出口を有し、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含む、ステップと、
ｂ）前記入口を通して前記加熱室内へ粉砕廃棄物を送給するステップと、
ｃ）前記燃焼加熱手段を用いて、前記加熱室の前記第１のゾーンおよび前記第２のゾーン内で前記粉砕廃棄物を加熱し、可燃性ガスを生成するステップと、
ｄ）前記加熱室の前記第１のゾーンおよび前記第２のゾーンを加熱するため、前記生成された可燃性ガスの少なくとも一部を前記１つまたは複数の燃焼加熱手段に供給するステップと、
ｅ）前記加熱室の前記第１のゾーンにおいて前記粉砕廃棄物を第１の温度Ｔ１に加熱して前記粉砕廃棄物をガス化し、前記加熱室の前記第２のゾーンにおいて前記ガス化物質を第２の温度Ｔ２に加熱して可燃性ガスを生成するステップであって、前記第２の温度Ｔ２は前記第１の温度Ｔ１より大きい、ステップと、
前記１つまたは複数の燃焼加熱手段に供給される２つ以上の燃料成分の比率を変更することによって、前記１つまたは複数の燃焼加熱手段によって前記加熱室の前記第１のゾーンおよび前記第２のゾーンに加えられる熱の量を調整するステップと、
を含む、方法。

【請求項2】

ステップｃ）は、前記加熱室の第３のゾーンにおいて前記可燃性ガスを、前記第１の温度Ｔ１より高い第３の温度Ｔ３に加熱するステップを含む、請求項１に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項3】

前記加熱室の内側の温度を測定または決定するステップを含む、請求項１または２に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項4】

前記加熱室の内側の測定または決定された温度に応じて、前記１つまたは複数の燃焼加熱手段の１つ、いくつかまたはそれぞれによって生成される熱を調整するステップを含む、請求項３に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項5】

前記方法は、前記生成された可燃性ガスを洗浄するステップｆ）を含み、ステップｆ）は、ステップｄ）の前にステップｃ）に続いて行われる、請求項１から４のいずれか一項に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項6】

前記加熱室は、使用中、回転可能であり、前記方法は、前記加熱室を回転させるステップｇ）を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項7】

前記加熱室内へ蒸気を導入するステップｈ）を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の粉砕廃棄物を処理する方法。

【請求項8】

粉砕廃棄物を処理するための装置であって、粉砕廃棄物から可燃性ガスを生成するための加熱室であって、粉砕廃棄物の前記加熱室内への導入のための入口と、生成された可燃性ガスの前記加熱室からの排出のための出口と、を含み、第１のゾーンおよび第２のゾーンを含む、加熱室と、使用中、前記加熱室の内容物を加熱するように構成されたまたは構成可能な１つまたは複数の燃焼加熱手段と、前記燃焼加熱手段の１つまたは複数によって前記加熱室の前記第１のゾーンおよび前記第２のゾーンに生成される熱の量を調整または変更するように構成されたまたは構成可能なコントローラであって、前記コントローラは、前記１つまたは複数の燃焼加熱手段に燃料を供給するように配置されたまたは配置可能な燃料混合物の２つ以上の燃料成分の比率を変更するように構成され、または構成可能であり、前記第１のゾーンは第１の温度Ｔ１に加熱され、前記第２のゾーンは第２の温度Ｔ２に加熱され、前記第２の温度Ｔ２は前記第１の温度Ｔ１より高い、コントローラと、使用中、前記加熱室の前記第１のゾーンおよび前記第２のゾーンで生成された可燃性ガスの少なくとも一部を前記１つまたは複数の燃焼加熱手段に供給するように構成されたまたは構成可能な供給システムと、を含む、装置。

【請求項9】

電気エネルギーを生成するための発電機を含む、請求項８に記載の装置。

【請求項10】

前記供給システムは、使用中、前記加熱室の前記第１のゾーンおよび前記第２のゾーンで生成された可燃性ガスの少なくとも一部を前記発電機に供給するように構成されている、または構成可能である、請求項９に記載の装置。

【請求項11】

前記１つまたは複数の燃焼加熱手段は、前記加熱室内の第３のゾーンを第３の温度Ｔ３に加熱するように構成され、または構成可能であり、前記第３の温度Ｔ３は前記第１の温度Ｔ１より高い、請求項８から１０のいずれか一項に記載の装置。

【請求項12】

前記１つまたは複数の燃焼加熱手段は複数の燃焼加熱手段を含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の装置。

【請求項13】

前記加熱室の前記第１のゾーンにおいて粉砕廃棄物を前記第１の温度Ｔ１に加熱するように第１の燃焼加熱手段が構成され、または構成可能であり、前記加熱室の前記第２のゾーンにおいてガス化物質を前記第２の温度Ｔ２に加熱するように第２の燃焼加熱手段が構成されている、または構成可能である、請求項８から１２のいずれか一項に記載の装置。

【請求項14】

前記加熱室の前記第３のゾーンを第３の温度Ｔ３に加熱するように第３の燃焼加熱手段が構成されている、または構成可能である、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の装置。

【請求項15】

前記１つまたは複数の燃焼加熱手段は、使用中、前記加熱室の外側に配置されている、請求項８から１４のいずれか一項に記載の装置。

【請求項16】

前記加熱室の内側の温度を測定または決定するように構成されたまたは構成可能な１つまたは複数の温度センサを含む、請求項８から１５のいずれか一項に記載の装置。

【請求項17】

前記コントローラは、前記１つまたは複数の温度センサによって前記加熱室の内側で測定または決定された温度に応じて、前記１つまたは複数の燃焼加熱手段の１つまたは複数によって生成される熱を調整または変更するように構成されている、または構成可能である、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記加熱室で生成された可燃性ガスを洗浄するための洗浄システムを含む、請求項８から１７のいずれか一項に記載の装置。

【請求項19】

前記加熱室は、使用中、回転可能であるように配置または構成されている、請求項８から１８のいずれか一項に記載の装置。

【請求項20】

前記加熱室内へ蒸気を導入するように構成されたまたは構成可能な蒸気送達手段を含む、請求項８から１９のいずれか一項に記載の装置。

【国際調査報告】