(57)【要約】  様々なカーペット、ラグ、ポリマー材料及び他の廃棄物源、例えば、固形廃棄物、タイヤ、肥料、自動シュレッダー残留物、ガラス及び炭素繊維複合材料、自治体固形廃棄物、医療廃棄物、廃木材などをクリーン燃料ガス及びチャー源に転化させるための方法に熱分解法を使用するためのクリーンで安全かつ効率的な方法、装置及びプロセスが開示されている。本発明は、カーペット、ラグ、ポリマー材料を処理して、消費者使用済みカーペット残物及び廃棄物などの廃棄物源を有効に細断及び／又は粉砕し、次いで熱分解法を用いて処理して、ハロゲン及び他の有害成分を破壊及び／又は分離して、クリーン燃料ガス及びチャー源を提供する。固形廃棄物、タイヤ、肥料、自動シュレッダー残留物、ガラス及び炭素繊維複合材料、自治体固体廃棄物、医療廃棄物、廃木材などの追加の廃棄物源が開示の発明の処理に適している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に転化させるための方法であって、
カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源を熱分解装置に投入すること、
場合により、前記装置にスチームを注入することにより廃棄物源の湿分含有量を増加させること、
前記カーペット、ラグ及び／又は他のポリマー材料廃棄物源中の炭化水素に解重合及びクラッキング反応を受けさせること、
前記カーペット、ラグ及び／又は他のポリマー材料廃棄物源中に存在する毒性化合物を破壊及び／又は除去すること、
クリーン燃料ガス及びチャー源を生成すること、
を含み、
前記クリーン燃料ガス源は装置又は用途への動力のために使用され、
前記チャー源はリサイクルされることができ、及び／又は、回収可能な金属を含み、
前記クリーン燃料ガス及びチャー源はハロゲン化有機化合物を実質的に含まない、方法。
【請求項２】
前記廃棄物源はカーペット及び／又はラグの端部、消費者使用済み廃棄物及びそれらの組み合わせを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記廃棄物源はナイロン、ポリプロピレン（オレフィン）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、アクリル（又はアセテート）、羊毛、他の合成繊維、カーペットアディング、カーペットフィラー、カーペットバッキング材料及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記廃棄物源は非カーペット及び／又はラグポリマー材料を含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマー材料はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＥ又はＰＥＴ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリラクチド及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記他の廃棄物源は固形廃棄物である、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記他の廃棄物源はタイヤである、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記他の廃棄物源は肥料及び／又は他の固形廃棄物である、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記他の廃棄物源は自動シュレッダー残留物である、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記他の廃棄物源は複合材料である、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記他の廃棄物源は自治体固形廃棄物、医療廃棄物及び／又は廃木材である、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記熱分解装置は少なくとも１つの反応器を含み、前記廃棄物源が少なくとも部分的なガス化を受けるためにプロセス温度が約３００℃〜約８００℃である、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記熱分解装置は少なくとも１つの反応器を含み、前記廃棄物源が少なくとも部分的なガス化を受けるためにプロセス温度が約４００℃〜約８００℃である、請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
前記熱分解装置は、酸素を含まない系内の間接加熱を提供し、そして前記熱分解装置は圧力範囲が約１０〜約１００ミリバールである、請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
前記廃棄物源の湿分含有量を測定し、又は、前記反応器中の圧力を測定して、湿分含有量を約５〜約２０％に増加させるために前記反応器中に注入されるスチームの量を決定し、又は、湿分含有量を約５〜約２０％に減少させるために前記廃棄物源を乾燥する、請求項１〜１２のいずかれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記廃棄物源の湿分含有量は、５〜２０％の湿分含有量に調節され、そして場合により、前記湿分含有量は前記廃棄物源を乾燥することによって調整される、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記湿分含有量は前記廃棄物源を乾燥することによって調整される、請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記廃棄物源を細断又は粉砕する初期工程をさらに含み、そして前記廃棄物源は１インチ未満の平均直径を有する実質的に均一なサイズである、請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
破壊及び／又は除去される前記毒性化合物は、前記廃棄物源中に存在する芳香族化合物及び多環式芳香族炭化水素、ハロゲン化ジベンゾダイオキシン、ハロゲン化ジベンゾフラン、ビフェニル、ピレン、カドミウム、鉛、アンチモン、ヒ素、ベリリウム、クロロフルオロカーボン、水銀、ニッケル及び他の有機化合物を含む、請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項２０】
破壊される前記化合物は毒性ハロゲン化有機化合物を含み、該方法は前記廃棄物源をチャー及び燃料ガスに転化させる方法において毒性ハロゲン化有機化合物を生成しない、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記チャーは炭素及びフィラーを含み、前記チャーはさらなるリサイクルに適しており、及び／又は、炭素及び／又はフィラーのさらなる再利用のために炭素からフィラーを除去する追加の工程に適している、請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
前記クリーン燃料ガス源は前記廃棄物源中の炭化水素の熱分解転化に続いてガス／蒸気混合物から油溶性物質を分離することをさらに含む、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記ガス燃料はスクラビングされ、蒸気成分は分別凝縮される、ガススクラバー工程をさらに含む、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記チャー及び燃料ガス源はハロゲン化有機化合物を含まない、請求項２２又は２３記載の方法。
【請求項２５】
生成された燃料ガス源の少なくとも一部を、廃棄物源を転化させる方法に戻し、かかる方法のためのエネルギー源を提供し、及び／又は、別の用途のための燃料源として提供し、前記廃棄物源１ポンドあたり３，０００〜２０，０００ＢＴＵは燃料源として生成される、請求項１〜１２のいずれか１項記載の方法。
【請求項２６】
カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に転化させるための方法であって、
カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源を細断又は粉砕して、実質的に均一な廃棄物源を、酸素を含まない系に間接加熱を提供する熱分解装置に提供すること、
場合により、前記装置にスチームを注入するか又は廃棄物源を乾燥することによって、廃棄物源の湿分含有量を約５〜２０％に増加させること、
前記廃棄物源中の炭化水素に解重合及びクラッキングを受けさせること、
前記廃棄物源中に存在する毒性化合物を破壊及び／又は除去すること、
チャーを生成すること、ここで、該チャーは炭素及びフィラーを含み、さらなるリサイクルに適している、及び、
前記廃棄物源中の炭化水素のパイロリシス転化からクリーン燃料ガス源を生成すること、ここで、該燃料ガス源はハロゲン化有機化合物を含まず、前記廃棄物源１ポンドあたり約３，０００〜２０，０００ＢＴＵは燃料源として生成される、及び、
前記燃料ガス源の少なくとも一部を、廃棄物源を転化させるための方法に提供し、かかる方法のためのエネルギー源を提供すること、
を含む方法。
【請求項２７】
前記廃棄物源は、カーペット及びラグ材料端部及び消費者使用済みカーペット及びラグ材料からなる群より選ばれる、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
前記廃棄物源はＳＰＩコード１、２、３、４、５、６、７及びそれらの組み合わせを有する消費者向けプラスチックを含む、請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
前記他の廃棄物源は固形廃棄物である、請求項２６記載の方法。
【請求項３０】
前記他の廃棄物源はタイヤである、請求項２６記載の方法。
【請求項３１】
前記他の廃棄物源は肥料及び／又は他の固形廃棄物である、請求項２６記載の方法。
【請求項３２】
前記他の廃棄物源は自動シュレッダー残留物である、請求項２６記載の方法。
【請求項３３】
前記他の廃棄物源は複合材料である、請求項２６記載の方法。
【請求項３４】
前記他の廃棄物源は自治体固形廃棄物、医療廃棄物及び／又は廃木材である、請求項２６記載の方法。
【請求項３５】
前記熱分解装置は少なくとも１つの反応器を含み、プロセス温度が約３００℃〜約８００℃であり、圧力範囲が約１０〜約１００ミリバールである、請求項２６〜３４のいずれか１項記載の方法。
【請求項３６】
前記実質的に均一な廃棄物源は１インチ未満の平均直径を有する、請求項２６〜３４のいずれか１項記載の方法。
【請求項３７】
破壊及び／又は除去される前記化合物は、前記廃棄物源中に存在する芳香族化合物及び多環式芳香族炭化水素、ハロゲン化ジベンゾダイオキシン、ハロゲン化ジベンゾフラン、ビフェニル、ピレン、カドミウム、鉛、アンチモン、ヒ素、ベリリウム、クロロフルオロカーボン、水銀、ニッケル及び他の有機化合物を含み、該方法は廃棄物源をチャー及びクリーン燃料ガスに転化させるための方法において、毒性ハロゲン化有機化合物を生成しない、請求項２６〜３４のいずれか１項記載の方法。
【請求項３８】
破壊される前記化合物は毒性ハロゲン化有機化合物を含み、除去される前記化合物は金属を含む、請求項２６〜３４のいずれか１項記載の方法。
【請求項３９】
前記クリーン燃料ガス源は前記廃棄物源中の炭化水素のパイロリシス転化に続いてガス／蒸気混合物から油溶性物質を分離することをさらに含む、請求項３７記載の方法。
【請求項４０】
前記ガス燃料はスクラビングされ、蒸気成分は分別凝縮される、ガススクラバー工程をさらに含む、請求項３７記載の方法。
【請求項４１】
生成される前記クリーン燃料ガス及びチャー源は約１０ｐｐｂ未満のハロゲン化有機化合物を含む、請求項１〜４０のいずれか１項記載の方法。
【請求項４２】
生成される前記クリーン燃料ガス及びチャー源は約１ｐｐｂ未満のハロゲン化有機化合物を含む、請求項１〜４０のいずれか１項記載の方法。
【請求項４３】
生成される前記クリーン燃料ガス及びチャー源はハロゲン化有機化合物を含まない、請求項１〜４０のいずれか１項記載の方法。
【請求項４４】
クリーン燃料ガス及びチャー源を含む、生成される産出物源はタール及び／又はオイルを含まない、請求項１〜４０のいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．  セクション１１９に基づいて２０１５年１２月３１日に出願された仮出願第６２／２７３，７５１号（電子廃棄物材料の安全かつ効率的な転化のための多段熱分解法を発明の名称とする）及び２０１６年２月９日に出願された仮出願第６２／２９３，１８４号（カーペット／ラグ及びポリマー材料の安全かつ効率的な転化のための多段熱分解法を発明の名称とする）の優先権を主張し、その明細書、特許請求の範囲及び要約並びに図、表又は図面を限定することなく含めて、全体を参照により本明細書中に取り込む。
【０００２】
発明の分野
本発明は、様々なカーペット、ラグ、ポリマー材料及び他の廃棄物源、例えば、固形廃棄物、タイヤ、肥料、自動シュレッダー残留物、ガラス及び炭素繊維複合材料、自治体固形廃棄物、医療廃棄物、廃木材などを処理し、クリーン燃料ガス及びチャー源に転化させるために熱分解法を利用するための、クリーンで安全かつ効率的な方法、装置及びプロセスに関する。熱分解は、本明細書に開示されるようなカーペット、ラグ及びポリマー材料を加熱しそして転化させるための高度パイロシス方法を提供する。特定の態様において、本発明はカーペット、ラグ及びポリマー材料、例えば、端部及び消費者使用済みカーペット及びラグ廃棄物及び他のプラスチックを処理して、廃棄物源を有効に細断及び／又は粉砕し、次いで、熱分解を使用して処理し、ハロゲン及び他の有害成分を分離、中和及び／又は破壊して、クリーン燃料ガス及びチャー源を提供する。
【背景技術】
【０００３】
発明の背景
世界的なカーペット及びラグ廃棄物市場は、埋め立てがそのような廃棄物源の容量に達するように増加し続けている。米国だけでも、毎年約２００万トンの消費者使用済みカーペット（ＰＣＣ）が埋め立てられている。これは、埋め立てられるカーペット及びラグの端部（細断物及びスクラップ）に追加的なものである。世界中で、埋め立てられるこれらの材料の量は毎年４０億ポンドほどにもなる可能性がある。カーペット産業は、カリフォルニア州及びミシガン州などの様々な州がＰＣＣの埋め立て能力に制限を課しているので、独特かつ新たな問題を抱えている。ＰＣＣを含むカーペットの埋め立てに課される制限では、このような廃棄物源のリサイクルに益々重点が置かれている。しかし、ポリエステルカーペットは経済的にリサイクルするのが難しい（ＰＣＣの約４０％が毎年埋め立てられている）。カーペット及びラグ材料に一般的に使用される他の繊維は、材料をリサイクルする際にさらに困難をもたらす。さらに、カーペット及びラグ材料は繊維の組み合わせから作られ、幾つかはポリマーで処理され、特定の所望の特性を提供し、及び／又は、接着剤及びバッキングと組み合わされ、これらのすべてが廃棄物源のリサイクル努力を困難にしている。例えば、リサイクルは、カーペットを削いでそして処理してリサイクルを可能にするのに追加のエネルギー（ガス及び電気）を必要とするバッキングの除去を要求することがある。リサイクルが難しく、及び／又は経済的に実現不能であるときに、埋め立て及び焼却の両方が廃棄物源の処分の主要な選択肢として残っている。しかしながら、焼却は毒性化合物の生成及び大気放出をもたらすことが知られており、ＣＯ２排出量は増加している。
【０００４】
カーペット産業及び消費者によって発生したカーペット及びラグ廃棄物に加えて、「他の」ポリマー材料を含む広範な追加の廃棄物源が存在する。プラスチックは、すべての産業及びほぼすべての消費者団体で広く使用されており、その結果、これらの廃棄物源の安全かつ効率的なリサイクルの需要が高まっている。しかしながら、プラスチック及びポリマー材料を使用する多数の消費者製品のために、多くの製品は、プラスチック及びポリマー材料（金属などの他の材料と共に）を組み合わせることによって製造され、その結果、従来のようにリサイクルすることが不可能となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さらに他の廃棄物源は、効率的な処理、リサイクル及び／又は処分の必要性に富む。これには、例えば、固形廃棄物、タイヤ、肥料、自動シュレッダー残留物、ガラス及び炭素繊維複合材料、自治体固形廃棄物、医療廃棄物、廃木材等が挙げられる。
【０００６】
その結果、様々なカーペット、ラグ及びその他のポリマー材料の廃棄物源を効率的に処理する必要性がある。したがって、特許請求される発明の目的は、カーペット、ラグ及び他のポリマー材料の廃棄物源を処理するための効率的な方法が当該技術分野における長年の問題及び必要性を解決することである。
【０００７】
本発明のさらなる目的は、毒性副生成物を生成（及び有利には除去）することなく、かかる廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に安全かつ効率的に転化させる熱分解法を利用するための方法、装置及び／又はプロセスを提供することであり、毒性副生成物としては、これらの廃棄物投入物ストリームに一般的に使用される塩素化ポリマー、小分子が挙げられる。毒性副生成物としては、さらに、例えば、ＶＯＣ、芳香族化合物及び多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）、ハロゲン化ジベンゾダイオキシン及びハロゲン化ジベンゾフランを含むダイオキシン及びフラン、ビフェニル、ピレン、カドミウム、鉛、アンチモン、ヒ素、ベリリウム、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣ）、水銀、ニッケル及び他の有機化合物が挙げられる。結果として、本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、最も厳しい環境基準さえも満たす。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、様々な廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に安全かつ効率的に転化させる熱分解法を利用するための方法、装置及び／又はプロセスを提供することである。特に、クリーン燃料ガスの生成は、以前には未使用であった廃棄物源から、クリーン燃料ガスを生成するためにタール及びオイルのリサイクルを通じて望ましい廃棄物−エネルギー経路を提供し、それによって元の製造に投入されたエネルギーを再利用する。さらなる用途において、チャー源の生成は、本発明に従って開示されるような様々な用途のための望ましい成分のさらなる分離のためのチャー源のさらなるリサイクル及び／又は使用に適している。
【０００９】
本発明のさらなる目的は、廃棄物源の特定の成分中に存在する毒性ハロゲン化有機化合物を破壊し（そして有益にはさらにハロゲン化有機化合物を生成しない）ために熱分解法を利用することである。
【００１０】
本発明のさらなる目的は、ハロゲン化有機化合物（ＶＯＣを含む）を実質的に含まず又は含まないクリーンな使用可能な燃料ガス源を生成するために熱分解法を利用することである。
【００１１】
本発明の他の目的、利点及び特徴は添付の図面と併せて以下の明細書から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明の簡単な概要
本発明の利点は、カーペット、ラグ及び他のポリマー材料廃棄物源をクリーンエネルギー、すなわち、クリーン燃料ガス及びチャー源に安全かつ効率的に転化させるための熱分解法のためのクリーンで効率的な方法、装置及び／又はプロセスである。本発明のさらなる利点は、廃棄物源が、その中に含まれる毒性ハロゲン化有機化合物又は炭化水素化合物を破壊することにより転化され、ハロゲン化有機化合物又は炭化水素化合物を実質的に含まない又は含まないクリーンで使用可能な燃料ガス源が発生されることである。
【００１３】
１つの態様において、カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に転化させるための方法は、（ａ）カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源を熱分解装置に投入すること、（ｂ）場合により、装置にスチームを注入することによって廃棄物源の湿分含有量を増加させること、（ｃ）カーペット、ラグ及び／又は他のポリマー材料廃棄物源中の炭化水素に解重合及びクラッキング反応を受けさせること、（ｄ）カーペット、ラグ及び／又は他のポリマー材料廃棄物源中に存在する毒性化合物を破壊及び／又は除去すること、及び（ｅ）クリーン燃料ガス及びチャー源を生成することを含み、ここで、該クリーン燃料ガス源は装置又は用途への動力のために使用され、チャー源はリサイクルされることができ、及び／又は、回収可能な金属を含み、そしてクリーン燃料ガス及びチャー源はハロゲン化有機化合物を実質的に含まない。
【００１４】
１つの態様において、カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に転化させるための方法は、（ａ）カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源を細断又は粉砕して、実質的に均一な廃棄物源を、無酸素の系に間接加熱を提供する熱分解装置に提供すること、（ｂ）場合により、前記装置にスチームを注入することによって、約５〜２０％に廃棄物源の湿分含有量を増加させること、又は、廃棄物源を湿分含有量約５〜２０％に乾燥すること、（ｃ）廃棄物源中の炭化水素に解重合及びクラッキングを受けさせること、（ｄ）廃棄物源中に存在する毒性化合物を破壊及び／又は除去すること、（ｅ）チャーを生成すること、ここで、チャーは炭素及びフィラーを含み、そしてさらなるリサイクルに適している、（ｆ）廃棄物源中の炭化水素のパイロリシス転化からクリーン燃料ガス源を発生させること、ここで、燃料ガス源はハロゲン化有機化合物を含まず、そして廃棄物源１ポンド当たり約３，０００〜２０，０００ＢＴＵを燃料源として生成する、（ｇ）燃料ガス源の少なくとも一部を、廃棄物を転化させるための方法に提供し、かかる方法のためのエネルギーを提供することを含む。
【００１５】
別の態様において、廃棄物源はカーペット及び／又はラグ端部、消費者使用済み廃棄物及びそれらの組み合わせを含む。さらなる態様において、廃棄物源はナイロン、ポリプロピレン（オレフィン）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、アクリル（又はアセテート）、羊毛、他の合成繊維、カーペットアディング、カーペットフィラー、カーペットバッキング材料及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる。更なる態様において、廃棄物源は非カーペット及び／又はラグポリマー材料を含む。さらなる態様において、ポリマー材料は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＥ又はＰＥＴ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリラクチド及びそれらの組み合わせからなる群より選ばれる。さらなる態様において、他の廃棄物源は固形廃棄物である。さらなる態様において、他の廃棄物源はタイヤである。さらなる態様において、他の廃棄物源は肥料及び／又は他の固形廃棄物である。さらなる態様において、他の廃棄物源は自動シュレッダー残留物である。さらなる態様において、他の廃棄物源は複合材料である。さらなる態様において、他の廃棄物源は自治体固形廃棄物、医療廃棄物及び／又は廃木材である。
【００１６】
１つの態様において、カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に転化させるための方法は、少なくとも１つの反応器を含む熱分解装置において行われ、プロセス温度が３００℃〜約８００℃又は約４００℃〜約８００℃であり、廃棄物源が少なくとも部分的なガス化を受ける。さらなる態様において、熱分解装置は酸素を含まない系に間接加熱を提供し、そして熱分解装置は約１０〜１００ミリバールの圧力範囲を有する。なおもさらなる別の態様において、廃棄物源の湿分含有量を測定し、又は、反応器中の圧力を測定し、約５〜２０％に湿分含有量を増加させるための反応器中に注入されるスチームの量を決定し、又は、約５〜２０％に湿分含有量を減少させるために廃棄物源を乾燥する。さらなる態様において、廃棄物源を細断又は粉砕する初期工程は１インチ未満の平均直径を有す実質的に均一なサイズとして廃棄物源を提供するように行われる。
【００１７】
１つの態様において、カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に転化させるための方法は、破壊及び／又は除去される毒性化合物が廃棄物源中に存在する芳香族化合物及び多環式芳香族炭化水素、ハロゲン化ジベンゾダイオキシン、ハロゲン化ジベンゾフラン、ビフェニル、ピレン、カドミウム、鉛、アンチモン、ヒ素、ベリリウム、クロロフルオロカーボン、水銀、ニッケル及び他の有機化合物を含むように行われる。さらなる態様において、方法は、廃棄物源をチャー及び燃料ガスに転化させるための方法において、いかなる毒性のハロゲン化有機化合物をも生成しない。
【００１８】
１つの態様において、カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び／又は他の廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に転化させるための方法であって、チャーは炭素及びフィラーを含み、チャーはさらなるリサイクルに適しており、及び／又は、炭素及び／又はフィラーのさらなる再使用のためにフィラーを炭素から除去する追加の工程に適している。さらなる態様において、クリーン燃料ガス源は、さらに、廃棄物源中の炭化水素の熱分解性転化後にガス／蒸気混合物から油溶性物質を分離することを含む。１つの態様において、ガス燃料はスクラビングされ、蒸気成分は分別凝縮される。さらなる態様において、チャー及び燃料ガス源はハロゲン化有機化合物を含まない。さらなる態様において、生成された燃料の少なくとも一部分は廃棄物源を転化させるための方法に戻し、かかる方法にエネルギー源を提供し、及び／又は別の用途のための燃料源として提供され、廃棄物源１ポンドあたり約３，０００〜２０，０００ＢＴＵは燃料源として生成される。
【００１９】
複数の実施形態が開示されているが、本発明のさらに他の実施形態は、本発明の例示的実施形態を示しそして説明する以下の詳細な説明から当業者には明らかになるであろう。したがって、図面及び詳細な説明は本質的に例示的であり、限定的ではないと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
図面の簡単な説明
【図１】図１は本発明の方法、装置及び／又はプロセスのプロセス図を示す。
【図２】図２は本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより処理するための例１に記載のＰＥＴ系カーペット廃棄物評価からの温度測定値のグラフを示す。
【図３】図３は本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより処理するための例１に記載のＰＥＴ系カーペット廃棄物評価からの圧力測定値のグラフを示す。
【図４】図４は本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより処理するための例１に記載のＰＥＴ系カーペット廃棄物評価からの温度測定値のグラフを示す。
【図５】図５は本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより処理するための例１に記載のＰＥＴ系カーペット廃棄物評価からの圧力測定値のグラフを示す。
【図６】図６Ａ〜６Ｂは本発明の方法、装置及び／又はプロセスによる処理に適した、仕分けされたリサイクル可能物（６Ａ）、梱包されたリサイクル材料（６Ｂ）、表面繊維により仕分けされたＰＣＣ（６Ｃ）、収集トラックによるＭＲＦ及びリサイクル回収物（６Ｄ）、リサイクル可能な材料を含むベーラー（６Ｅ）、及び、例示的な寸法のカーペットベール（６Ｆ）を有する例示の材料回収設備の写真を示す。
【００２１】
本発明の様々な実施形態は図面を参照して詳細に説明され、同様の参照番号は、いくつかの図を通して同様の部品を表す。様々な実施形態への言及は、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書で表される図は、本発明による様々な実施形態の限定ではなく、本発明の例示的な説明のために提示される。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
好ましい実施形態の詳細な説明
本発明の実施形態は、様々なカーペット、ラグ及び他のポリマー材料を安全かつ効率的に転化させるための熱分解法の特定の方法、装置及び／又はプロセスに限定されず、変更することができ、当業者によって理解される。本明細書で使用される全ての用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、いかなる様式又は範囲にも限定することを意図するものではないことも理解されたい。例えば、本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるときに、単数形「ａ」、「ａｎ」及び「ｔｈｅ」は、その内容が明らかにそうでないことを示さない限り、複数の指示対象を含むことができる。さらに、すべての単位、プレフィックス及び符号はＳＩの受け入れられた形式で示されてもよい。本明細書内に列挙された数値範囲は、範囲を定義する数字を含み、定義された範囲内の各整数を含む。
【００２３】
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明の実施形態が関係する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載されたものと同様、変更された又は同等の多くの方法及び材料は、過度の実験なしに本発明の実施形態の実施において使用されることができ、好ましい材料及び方法は本明細書中に記載されている。本発明の実施形態の説明及び請求において、以下に示す定義に従って以下の用語は使用される。
【００２４】
用語「約」は、本明細書で使用されるときに、例えば現実世界で濃縮液又は使用溶液を製造するために使用される典型的な測定及び液体取り扱い手順、これらの手順における意図せぬ誤り、組成物を製造する又は方法を実施するために使用される成分の製造、供給源又は純度の差異などにより生じうる数値量の変動を指す。用語「約」はまた、特定の初期混合物から得られる組成物についての異なる平衡条件のために異なる量を包含する。用語「約」によって修飾されているかどうかにかかわらず、特許請求の範囲はその量と同等のものを含む。
【００２５】
用語「カーペット」及び「ラグ」は、しばしば交換可能に使用される。当業者であれば、カーペット及びラグの繊維構成はしばしば交換可能であることを理解しているが、定義は、ラグが一般に、固定されておらず、床全体に延在していないテキスタイル床カバリングであり、一方、カーペットが一般に、例えば壁から壁まで設置されそして固定されている床カバリングを指すことに基づいている。本発明の方法、装置及び／又はプロセスのために本明細書に言及されるときに、カーペット及びラグは、繊維、パディング、フィラー及び／又はバッキング材料を一般に含む廃棄物投入物を記述する。
【００２６】
用語「実質的に含まない」は、本明細書で使用されるときに、本発明の方法、プロセス及び装置によって生成されるチャーなどの材料中の望ましくない及び／又は毒性成分の最小量を指すことができる。１つの態様において、規定成分の検出可能な量未満、又は、約１０ｐｐｂ未満、又はより好ましくは約１ｐｐｂ未満で含有する場合に、材料は規定成分を実質的に含まない。ある実施形態において、廃棄物の処理により生成されるチャー及び燃料ガスはハロゲンを含む毒素を実質的に含まず、約１０ｐｐｂ未満の検出限界未満、又はより好ましくは約１ｐｐｂ未満のハロゲンを含む毒素を含む。毒性及び／又は有害材料については、含まないとは実験誤差内の適切な材料の検出限界未満の量を表す。本発明の１つの態様において、カーペット、ラグ及び他のポリマー材料廃棄物源の処理により生成されたチャー及び燃料ガス源は毒素を含まず、測定される源中に検出不能な量の毒素が存在することを示す。
【００２７】
熱分解法における酸素を指す際の用語「実質的に含まない」は本明細書で使用されるときに、最小量の酸素又は空気を指す。１つの態様において、装置が約４ｗｔ％未満、好ましくは約２ｗｔ％未満を含有する場合、装置は酸素を実質的に含まない。
【００２８】
用語「熱分解」は、本明細書で使用するときに、一般に、クリーン燃料ガス及びチャー源への転化を必要とする投入源に熱を使用する熱化学分解転化プロセスを指す。熱分解とは、一般に３００℃超の温度で、幾つかの場合には外部の酸素なしに、化学原料又は燃料として使用できるガス、タール、オイル及びチャーを生成する有機材料の熱化学分解を指す。タール及びオイルは、例えば揮発性有機化合物、粘性液体、パラフィン、ワックス、芳香族化合物、脂肪族化合物、脂肪及び他の石油化学系有機混合物などの群を表す。本発明により開示される熱分解法は、炎又は熱源を使用し、生産物としてオイルを含む、従来のパイロリシス及び／又は熱分解法よりも進歩している。本発明により本明細書に記載されるように、本発明の熱分解法の生産物としてオイルは生成されない。本明細書においてさらに詳細に開示されるように、本熱分解法は、少なくともタール及びオイルの再処理を使用する。熱転化法の間の少なくともこれらのこのような区別に基づいて、熱分解（ｔｈｅｒｍｏｌｙｓｉｓ）がパイロリシス法（ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ  ｍｅｔｈｏｄｓ）及び／又は従来の熱分解法（ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ  ｔｈｅｒｍｏｌｙｉｓ  ｍｅｔｈｏｄｓ）によってこれまで達成されていない様々な有益な改善をもたらすので、用語「熱分解」及び「パイロリシス」は同義ではない。
【００２９】
用語「質量パーセント」、「ｗｔ％」、「ｗｔ．−％」及び「質量基準でのパーセント」、「質量基準での％」及びその変形は、本明細書で使用されるときに、組成物の総質量でその物質の質量を割って１００を掛けた濃度を指す。ここで使用されるように、「パーセント」、「％」などは「質量パーセント」、「ｗｔ．−％」などと同義であることが意図されることが理解される。
【００３０】
本発明の方法、装置及び／又は組成物は、本発明の構成要素及び成分並びに本明細書に記載される他の成分を含むか、それらから本質的になるか、又は、それらからなることができる。本明細書で使用されるときに、「から本質的になる」とは、方法、装置及び／又は組成物が追加の工程、構成要素又は成分を含むことができることを意味するが、追加工程、構成要素又は成分が特許請求される方法、プロセス及び／又は装置の基本的かつ新規な特徴を実質的に変更しない場合に限る。
【００３１】
また、本明細書及び添付の特許請求の範囲で使用されるときに、用語「構成される（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ）」は特定の役割を実行するか又は特定の構成を採用するように作られ又は構成された装置、機器又はその他の構造を記載する。用語「構成される」は、配置され及び構成される、作られ及び配置される、適合され及び構成される、適合され、作られ、製造され及び配置されるなどの他の同様の用語で置き換えて使用することができる。
【００３２】
本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、様々なカーペット、ラグ及び他のポリマー材料廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に安全かつ効率的に転化させるための熱分解法に関する。有利なことに、本発明の方法、装置及び／又はプロセスは従来の熱分解法を超えて、有意かつ予期せぬ進歩を提供する。例えば、カーペット、ラグ及び他のポリマー材料廃棄物源を燃焼させる従来の燃焼プロセスは非常に予測不能であり、制御が困難である。熱分解の進歩が先行技術でなされてきたが、本発明はカーペット、ラグ及び他のポリマー材料廃棄物源を価値のある生産物に転化させることにおいて既知の熱分解法の能力を有利に超え、該方法は特定のカーペット、ラグ及び他のポリマー材料廃棄物源中に存在する毒性ハロゲン化有機化合物を有利に破壊し（かつ新規に生成しない）。さらに、本発明の熱分解法は、複数の反応器の使用、生成されたタール及びオイルのすべての再注入及びクラッキングを含む。更なる利点として、本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、ハロゲン化有機化合物を実質的に含まない又は含まないクリーンな使用可能な燃料ガス源を生成する。注目すべきことに、本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、特定のカーペット、ラグ及び他のポリマー材料廃棄物源中に見い出すことができるハロゲン化化合物及び他の毒素の量を単に減少させるだけでなく、これらは処理された廃棄物源から（追加生成なしに）除去され、本明細書にさらに規定される本発明の有用で価値のある生産物（例えば、燃料ガス源）をさらに提供する。
【００３３】
カーペット、ラグ、他のポリマー材料及び他の廃棄物源
本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、様々なカーペット、ラグ、他のポリマー材料及び他の廃棄物源、例えば、固形廃棄物、タイヤ、肥料、自動シュレッダー残留物、ガラス及び炭素繊維複合材料、自治体固形廃棄物、医療廃棄物、廃木材などを、燃料ガス源及びチャーに安全でかつ効率的に転化させる熱分解法を用いた新規の方法に関する。本明細書で言及されるときに、「廃棄物源」としては、限定されるわけではないが、（ｉ）カーペット及びラグの繊維、パディング、フィラー及び／又はバッキング材料成分を含む、端部及び消費者使用済み廃棄物の両方を含む、カーペット及びラグ、（ｉｉ）他のポリマー材料、（ｉｉｉ）固形廃棄物、タイヤ、肥料、自動シュレッダー残留物、ガラス及び炭素繊維複合材料、自治体固形廃棄物、医療廃棄物、廃木材などの他の廃棄物源が挙げられる。
【００３４】
当業者が確信するように、本発明による廃棄物源は、廃棄物源の消費者使用前又は使用後の性質、繊維及びポリマータイプ、例えば、ポリマー及び／又は接着性バッキングが廃棄物源に使用されるかどうかなどの要因に基づいて異なる。当業者が確信するように、本発明により処理することを要求する廃棄物源中に使用されるポリマー材料間で有意に異なる。本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、予期せず、このような多様なカーペット、ラグ及び他のポリマー材料廃棄物源を本明細書に記載の所望の生産物に転化させるのに適した条件を提供する。しかしながら、特定の廃棄物源の性質はこのようなカーペット、ラグ及び他のポリマー材料廃棄物源をクリーン燃料ガス及びチャー源に転化させるための本発明の特定の熱分解方法、装置及び／又はプロセスに影響を及ぼす。
【００３５】
本発明の特定の理論に限定されるものではないが、ポリマー添加剤、合成繊維及び／又は接着性バッキングは、しばしばカーペット及びラグのために配合される（例えば、特定のビニルカーペット及びラグバッキングにおいて使用される）。有利には、熱分解法は、本明細書に開示されている処理方法、装置及び／又は機器に変更を加えることなく、多数のタイプのこのようなカーペット、ラグ、他のポリマー材料及び他の廃棄物源処理に適している。
【００３６】
カーペット及びラグ材料
本発明の１つの態様において、カーペット及びラグは種々のタイプの繊維及び材料を含み、その各々（及びそれらの組み合わせ）は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスによる使用に適した廃棄物源である。カーペット及びラグはカーペット及びラグを形成するために使用されるすべてのタイプの繊維を包括的に指し、例えば、（任意の材料の）スレッド様繊維を含み、該繊維はヤーンに転化され、タフテッド化加工され及び／又は織り込まれてカーペット及び／又はラグとされうる。カーペット及びラグの材料としては、天然及び合成繊維及び材料の両方、並びに繊維及びヤーンの両方に紡糸されうるポリマー及び熱可塑性樹脂が挙げられる。カーペット及びラグは、本明細書において、処理のためにカーペットと組み合わせることができる任意のパディング、フィラー及び／又はバッキング材料成分を包括的に指す。
【００３７】
本明細書に開示のカーペット及びラグ材料は、ＰＣＣなどの消費者使用済み種の結果として様々な汚染物質をさらに含む場合があり、端部に見られない様々な汚染物質を含むことを当業者は確信するであろう。例えば、ＰＣＣは、一般に、汚い又は汚れたカーペット及びラグ材料を含むことが理解される。本明細書に言及されるときに、「汚染物」はあらゆるタイプの汚染物（例えば、グリース、オイル、有機物質）を含むことが意図されている。
【００３８】
繊維
例示的なカーペット及びラグ繊維材料としては、例えば、ナイロン、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）を含む芳香族ポリエステル、ポリプロピレン、羊毛、アクリル（アクリロニトリル単位から作られたプラスチック繊維であって、フェークファーアップホルステリー布帛に頻繁に使用される）、綿、化学的に変性されていない有機源から作られたものを含む天然繊維（例えば、ジュート、羊毛、綿、絹、海草及び麻）、絹を含み、カーペット及びラグに伴うラテックス及び他の接着剤を含む接着剤及びバッキングのための種々の材料、ウレタンフォーム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）を含む天然及び合成ゴム、及びそれらのブレンドが挙げられる。
【００３９】
カーペット及びラグのために使用される最も一般的な繊維としては、ナイロン、ポリプロピレン（オレフィン）、ＰＴＴ（Ｔｒｉｅｘｔａポリエステルとも呼ぶ）、ポリエステル（ＰＥＴ）、アクリル（又はアセテート）及び羊毛が挙げられる。カーペットの推定９０％は現在、以下のうちの１つを含む合成繊維から作られている：ナイロン、ポリプロピレン又はポリエステル。カーペット及びラグ用途のために、ナイロンは最も万能の全繊維であり、優れた耐久性及び様々なカーペットスタイルを形成する可撓性を提供し、それゆえ、最も一般に使用されるカーペット繊維である。すべてのカーペット及びラグの半分以上でナイロンが使用されるものと評価される。ナイロンは酸染色又は溶液染色することができる。ナイロンの制限は、塩酸などの非常に強い酸によって溶融され、容易に酸性染料（ほとんどの食品及び飲料品中の染料）で着色されそして塩素漂白剤によって漂白されることである。ナイロンにはタイプ６，６及びタイプ６の２種類がある。
【００４０】
ポリエステルは、本質的にナイロンほど強くなく、耐久性がないが、天然汚染及び退色抵抗性繊維を提供するその柔軟性及び鮮明性のためにカーペット及びラグ材料に一般に使用される。ポリエステル（ＰＥＴ）は肌触りが柔らかいけれども、もはや市場シェアを獲得しない。オレフィンと同様に、それは非常に低い弾力性を有し、それは交通量の多い領域での使用を不要にし、油性汚染を容易に吸引する。
【００４１】
ポリプロピレンは、水を吸収しないその性質のために一般的に使用され、最もしばしば、それは他の繊維ほど強くないので弾力性があまり必要ないループパイルの構造に使用される。ガソリン精製の副生成物であるポリプロピレン（オレフィン）はナイロンと比較して、その低コストのために、そして染料部位の欠如を原因とする耐汚染性のために、それが化学的に不活性であるという事実により、市場シェアを獲得し続ける。オレフィンはほとんどのベルベットカーペットに使用され、より安価な製品が必要で、寿命及び長期的な外観が重要でない場所で使用されている。オレフィンは屋外カーペット及びラグに使用するのに選択される繊維である。
【００４２】
ＰＴＴは合成ポリエステル繊維（商品名Ｃｏｒｔｅｒｒａでカーペット産業で広く使用されている）である。これらの繊維は弾力性及び耐汚染性を提供するために一般に使用される。  Ｃｏｒｔｅｒｒａは当初シェル化学により製造され、カーペット中の選択肢の主要繊維としてナイロンの最終的な代替品として、一度はもてはやされたが、代替は起こらなかった。
【００４３】
パッディング、フィラー及び／又はバッキング材料
上記で言及したように、カーペット及びラグのパディング、フィラー及び／又はバッキング材料成分は、一般に、カーペット構造の非繊維成分を指す。パディング、フィラー及び／又はバッキング材料は、耐汚染性及び／又は他の所望の品質のために、フィラー及び／又は処理剤とともにバッキングを保持するために使用されるラテックス接着剤などのバッキングを含むことができる。プロセス及びこのような材料成分の構成のさらなる説明は、例えば、「カーペットの作り方」（Ｈｏｗ  Ｃａｒｐｅｔ  ｉｓ  Ｍａｄｅ）（２０１３）という題で世界床材協会（ｔｈｅ  Ｗｏｒｌｄ  Ｆｌｏｏｒ  Ｃｏｖｅｒｉｎｇ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ）により提供され、その全体を参照により本明細書に取り込む。１つの態様において、カーペット及びラグ材料の多くは少なくとも４０％のバッキングを含み、このようなバッキングは約２０％のラテックス及び約８０％のフィラーを含むことができる（このような材料の構成は本発明のいかなる実施形態及び／又は本発明による処理のための成分も限定することは意図されない）。
【００４４】
バッキングとは、カーペットパイル（又はフェイス）とは対照的にカーペットのバックを構成する布帛を指すものと理解される。カーペットバッキングは、カーペット又はラグをタフティングする間にヤーン／繊維を所定の位置に保持する基布を提供する。一次バッキング及び二次バッキングなどの１つ以上のバッキングが含まれてよく、バッキング材料のウェブ又は織物を含むことができる。１つの態様において、二次バッキングは、寸法安定性を提供するために一次バッキングに積層された材料である。
【００４５】
カーペット及びラグの例示的なバッキング材料成分は、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ビニル、発泡ゴム、ウレタン及びポリウレタン、従来のビニル複合材フローリングであるポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ジュートなどを含む。例示のバッキング材料成分はまた、バッキングと組み合わすために接着剤を含んでもよく、該接着剤は、例えば、ラテックス、例えば、スチレン−ブタジエン合成ゴム（ＳＢＲ）又は他の合成ラテックス又は他の接着剤である。バッキングのいくつかの態様において、発泡ゴムは好ましい二次バッキングである。バッキングのための他の態様において、ウレタンバッキングは発泡ゴムよりも好ましく、それにより、繊維のより強い保持及び繊維の一次バッキングへの結合を提供する。
【００４６】
カーペット及びラグの例示的なパディング（クッショニングとも呼ばれる）材料成分としては、例えば、ウレタン、ゴム及びスポンジゴムなどが挙げられる。
【００４７】
カーペット及びラグの例示的なフィラー材料成分としては、例えば、ラテックス、カーボネート及び炭酸カルシウムを含む他の鉱物フィラー、ポリウレタン、ＰＶＣ、ポリエチレン及びＥＶＡが挙げられる。追加のフィラーは、例えば、米国特許出願公報第２００９／００１７２５３号明細書に記載されており、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
【００４８】
１つの態様において、カーペット及びラグのパディング、フィラー及びバッキング材料成分は様々な有害成分、例えば、ハロゲン又はハロゲン化化合物をカーペット及びラグ材料中に導入することができる。本明細書に記載されるように、このような化合物は、カーペット及びラグ材料への表面処理の結果として導入することができ、及び／又は、カーペット及びラグ材料のバッキング、フィラー及び／又はクッショニングに組み込まれ、例えば、難燃性を提供する。本発明の各態様において、このようなパディング、フィラー及びバッキング材料成分は、ハロゲン化化合物などの潜在的に有害な成分を導入するものを含めて、本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより使用するための適切な廃棄物源である。
【００４９】
本明細書にて言及されるときに、防火性及び／又は難燃性ポリマーはカーペット及びラグのパディング、フィラー及び／又はバッキング材料成分中に含まれることができ、そして他の材料、コーティング材料とブレンドするように化学的に設計された添加剤ハロゲン化分子（例えば、臭素又は塩素）を指す。１つの態様において、特定のカーペット及びラグ材料に使用される例示的な難燃剤化合物はＰＶＣ及び三水和アルミニウムなどのフィラーの組み合わせを含み、それは塩素を解放する（本発明により処理される特定の廃棄物源の高い塩素レベルを示す例でのアッセイ結果で明らかなとおり）。
【００５０】
本発明の１つの態様において、特定の作用機構に限定されることなく、このような防火性及び／又は難燃性分子は、熱暴露、火炎及び／又は燃焼中にポリマーマトリックス内に移行する。いくつかの態様において、防火性及び／難燃性分子は強力な相乗剤として三酸化アンチモン（Ｓｂ２Ｏ３）と配合してもよく、表面上で火炎を窒息させ及び／又は絶縁チャーを形成するように設計された三臭化アンチモン（ＳｂＢｒ３）をもたらす。全体として、このような防火性及び／又は難燃性ポリマーは、ポリマーの物理的性質を改善する代わりに希釈することが知られている可塑化効果を有する。防火性及び／又は難燃性（ＦＲ）分子は、カーペット及び／又ラグ材料に、他の添加剤、着色剤、安定剤及び補強材とともに添加することができる。例示的なポリマーとしては、ＰＶＣラテックス、ＰＶＣバインダー、ＦＲ−ポリプロピレン、ＦＲ−ＳＢＲラテックス、エチレン、プロピレン及びエチレン−プロピレンコポリマーブレンド（ホットメルトバインダ）及びエラストマーバッキングとして使用される可撓性ポリウレタン組成物が挙げられる。１つの態様において、カーペット及び／又はラグ材料（又は他のポリマー材料）中の防火性及び／又は難燃性ポリマー又は他の有害化合物の源に関係なく、本発明は有利に廃棄物源中のエネルギーを回収し、それを再利用可能なエネルギー源として戻し、毒性化合物（例えばダイオキシン及びフラン）を生成することなく、あらゆる有害な防火剤及び／又は難燃剤をさらに安全に分解する。本発明による記載の廃棄物源の処理のこれら及び他の利点は、本明細書中に開示される。
【００５１】
他のポリマー材料
本発明の１つの態様において、プラスチックは、本発明の方法、装置及び／又はプロセスによる使用に適したポリマー廃棄物源である。プラスチックは、多くの消費者製品の豊富な成分である。プラスチック工業会（ＳＰＩ）はプラスチックの化学構成の各タイプに基づくプラスチックのすべての分類系を確立した。このコード系（ＳＰＩコード）は、一般に米国におけるプラスチック製品に見られ、通常は底部に型押しされている。ＳＰＩコードは、本発明による処理に適しているプラスチックの様々なタイプの概要を提供する。
【００５２】
１のＳＰＩコードを用いてマーキングされるプラスチックはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴＥ又はＰＥＴ）で作られている。ＰＥＴプラスチックは飲料ボトル、医薬品及び／又は食品の瓶などの一般家庭用物品を製造するために使用され、また、カーペット、冬服でのファイバーフィル材料などに使用される。ＰＥＴプラスチックは（単独で及び他のカーペット、ラグ及びポリマー材料と組み合わせて）は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスによる処理に適した廃棄物源である。
【００５３】
２のＳＰＩコードを用いてマーキングされるプラスチックは、高密度ポリエチレン又はＨＤＰＥで作られる。このプラスチックから作られる物品としてはミルク、モータオイル、シャンプー及びコンディショナー、ソープボトル、洗剤及び漂白剤のための容器が挙げられる。多くの個人向けおもちゃは、同様に、このプラスチックから作られている。ＨＤＰＥプラスチック（単独で及び他のカーペット、ラグ及びポリマー材料と組み合わせて）は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスによる処理に適した廃棄物源である。
【００５４】
３のＳＰＩコードを用いてマーキングされるプラスチックは、ポリ塩化ビニル又はＰＶＣで作られている。ＰＶＣはパイプ及びタイルのすべての種類のために使用されるが、最も一般的には配管パイプに見られる。ＰＶＣプラスチック（単独で及び他のカーペット、ラグ及びポリマー材料と組み合わせて）は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスによる処理に適した廃棄物源である。
【００５５】
４のＳＰＩコードを用いてマーキングされるプラスチックは、低密度ポリエチレン又はＬＤＰＥで作られている。ＬＤＰＥは耐久性かつ可撓性であり、しばしばプラスチッククリングラップ、サンドイッチバッグ、絞り出しボトル及びプラスチック製レジ袋のために使用される。ＬＤＰＥ（単独で及び他のカーペット、ラグ及びポリマー材料と組み合わせて）は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスによる処理に適した廃棄物源である。
【００５６】
５のＳＰＩコードを用いてマーキングされるプラスチックはポリプロピレン（ＰＰ）で作られており、強く、通常、より高温に耐えることができる。他の多くの製品の中でも、プラスチックおむつ、タッパーウェア、マーガリン容器、ヨーグルトボックス、シロップボトル、投薬瓶及びいくつかのスタジアムカップを作るために使用される。ＰＰ（単独で又は他のカーペット、ラグ及びポリマー材料と組み合わせて）は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスによる処理のための適切な廃棄物源である。
【００５７】
６のＳＰＩコードを用いてマーキングされるプラスチックはポリスチレン（ＰＳ）で作られており、最も一般的にはスタイロフォームと呼ばれる。ＰＳはリサイクル可能であるが、効率的ではなく、リサイクルには多くのエネルギーが必要である。使い捨てコーヒーカップ、プラスチック食品箱、プラスチック製カトラリー、梱包用フォーム及び梱包用ピーナッツはＰＳから作られている。ＰＳ（単独で又は他のカーペット、ラグ及びポリマー材料と組み合わせて）は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスによる処理のための適切な廃棄物源である。
【００５８】
７のＳＰＩコードは他の６つのコードで定義されていない他のタイプのプラスチックを指定するために使用される。このカテゴリーには、ポリカーボネート及びポリラクチドが含まれる。ポリカーボネート又はＰＣは、哺乳瓶、大型水ボトル（マルチガロン容量）、コンパクトディスク及び医療用保管容器に使用されている。このカテゴリーの再生プラスチックは、他の製品の中でもプラスチック材を製造するために使用されている。他の６つのコードに含まれないポリカーボネート、ポリラクチド及び他のポリマー材料は（単独で及び他のカーペット、ラグ及びポリマー材料との組み合わせ）は本発明の方法、装置及びプロセスによる処理に適した廃棄物源である。
【００５９】
他の廃棄物源
本発明の１つの態様において、様々な他の廃棄物源は本発明の方法、装置及び／又はプロセスによる使用のために適した廃棄物源である。これらとしては、例えば、固形廃棄物、タイヤ、肥料、自動シュレッダー残留物、ガラス及び炭素繊維複合材料、自治体固形廃棄物、医療廃棄物、廃木材等が挙げられる。
【００６０】
固形廃棄物材料
本発明の１つの態様において、固形廃棄物材料は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスによって使用するのに適した廃棄物源である。固形廃棄物は、例えば、自治体固形廃棄物、木材廃棄物、病院及び他の医療廃棄物を含む様々な源からのものでありうる。
【００６１】
タイヤ
本発明の１つの態様において、タイヤは、本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより使用するのに適した廃棄物源である。タイヤ廃棄物源は、ハロゲン、すなわちハロゲン化ダイオキシン（例えばブロモブチルゴムなどの臭素及び塩素の両方のハロブチルゴムを含む臭素化ダイオキシン）及びフランを含むように製造されるタイヤのゴム組成のために、本発明による処理に特によく適している。１つの態様において、タイヤ中の金属強化材は無傷で回収され、生成されるクリーン燃料ガスは工業プロセス制御のために使用され又は電気を発生するために使用される。本方法はタイヤの従来の焼却よりも改善された処理を提供し、従来の焼却では、例えば、タイヤ構造中に典型的に１．８〜２．０％の臭素を有するタイヤを処理し、一日あたり約２５０トンで処理して、ＨＢｒの形で４〜５トンの臭素を生成し、その凝縮が４８％のＨＢｒを大量に形成することができ、望ましくない結果を引き起こす（例えば、タンク、バルブ、制御装置、フィルター、パイプ及びスチール建物を破壊するなどの安全上の懸念を伴う）。
【００６２】
複合材料
本発明の１つの態様において、複合材料は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより使用するのに適した廃棄物源である。複合材料としては、ガラス及び炭素繊維複合材料が挙げられる。
【００６３】
肥料
本発明の１つの態様において、肥料材料は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより使用するのに適した廃棄物源である。肥料は様々な有機成分を含み、ブタの糞などの大量の肥料があり、これはブタの拘束所、農場などから取り除くことが望ましい。
【００６４】
自動シュレッダー残留物
本発明の１つの態様において、自動シュレッダー残留物廃棄物材料は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより使用するのに適した廃棄物源である。自動シュレッダー残留物とは、材料を粉砕するためのハンマーミルプロセスを通して自動車、家電製品などの細断からの産出品を一般に指し、鉄系金属、非鉄金属（例えば、銅及びアルミニウムの合金）及びシュレッダー廃棄物の混合物をもたらす。この得られた自動（ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ）シュレッダー残留物又は自動（ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ）シュレッダー残留物は、一般にＡＳＲと呼ばれる。
【００６５】
１つの態様において、本発明によるＡＳＲ廃棄物材料のプロセスは、形成されたハロゲン化水銀を含む水銀を除去するための「湿式スクラビング」工程により処理廃棄物から水銀含有化合物を除去する能力の結果として熱分解法から特に利益を得る。ハロゲン化水銀はスクラバー内で除去される水中の不溶性ハロゲン塩であることができる。１つの態様において、ハロゲン化水銀はスクラバー内でスクラビングされ、その後に廃棄される。１つの態様において、ガスは精製のために湿式スクラバーにガス流として導入される。１つの態様において、ガススクラバーは、生成ガス流からタール、オイル及びチャーを分離する。さらなる態様において、ガススクラバーは、例えば約８０℃未満の温度に生成物ガスをさらに冷却することができる。スクラバーは、燃料ガス生成物中の毒性化合物の最終的な除去工程にさらに使用することができる。
【００６６】
廃棄物源の組み合わせ
本発明の１つの態様において、上述のカーペット、ラグ、他のポリマー材料及び、固形廃棄物、タイヤ、肥料、自動シュレッダー残留物、ガラス及び炭素繊維複合材料、自治体固形廃棄物、医療廃棄物、廃木材などの他の廃棄物源の組み合わせは、本発明の実施形態による複合処理で処理することができる。
【００６７】
熱分解法
本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源をガス／蒸気混合物及び炭素質材料、すなわちクリーン燃料ガス源及びチャー源に安全かつ効率的に転化させるための熱分解法に関する。ガス源はエネルギー源として設備に動力供給する際の使用に適しており、そしてチャー源は少なくともさらなるリサイクルのために適している。１つの態様において、ハロゲンを含むガス／蒸気はクリーニングされ、廃棄可能な塩として除去される。さらなる態様において、水銀は装置の反応器内で気化される。金属は実質的に元の形態で回収され、ほとんどが溶融されていない。本明細書に記載の方法の結果として、クリーンなチャー源及び燃料ガスのみが装置の生成物である。
【００６８】
本明細書で言及されるように、熱分解法は、熱エネルギーを使用する、カーペット、ラグ及び他のポリマー材料及び他の廃棄物源の連続的な無酸素熱プロセスを使用する。有利には、本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、廃棄物源の一部に存在する毒性ハロゲン化有機化合物を破壊し、追加の毒性ハロゲン化有機化合物を生成させないことによって、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源を転化させる。更なる利点として、本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、ハロゲン化有機化合物を実質的に含まない又は含まないクリーンで使用可能な燃料ガス源を生成する。さらなる利点として、本発明の方法、装置及び／又はプロセスはチャーを生成し、該チャーはサステイナビリティを目的としてさらにリサイクルすることができ、特に、ハロゲン化有機化合物を実質的に含まないか又は含まない。
【００６９】
さらに別の利点として、（ハロゲン化化合物の破壊とともに）ハロゲン化化合物の生成を伴わないクリーン燃料ガス及びチャーの生成を提供する本発明は、熱分解法に使用される装置の寿命を有利に延ばす。特定の機構に制限されることなく、水との溶液中で臭化水素酸を生成することが知られている臭化水素などのハロゲン化化合物の生成の低減により、装置、例えば弁、フィルター、反応器などへの腐食損傷を低減する。
【００７０】
１つの態様において、本発明の方法及びプロセスに利用される装置及び機器は、図１に実質的に示されるように、少なくとも以下の構成要素を含み、フィードストック投入口、エアロック、少なくとも１つの反応器（好ましくは一連の反応器）、ガススクラバー、タール／オイルクラッカー（又はクラッキング反応器と呼ばれることもある）、チャー用の回収タンク、及び、クリーン燃料ガス用の出口を含む。追加の場合により存在する構成要素は、例えば、反応器への注入のための熱交換により発生されるスチームの添加のためのパイプ、チャーから炭素を除去するための炭素除去ユニットを含むことができる。本明細書に記載されるものを含むこれらの装置及び機器に対する変更は、本明細書に記載された本発明の説明に基づいて当業者の水準内で考えられる。
【００７１】
１つの態様において、本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、図１に実質的に示されるとおりの工程を含み、以下の処理工程を含む：カーペット、ラグ、他のポリマー廃棄物及び他の廃棄物源投入物を細断、切断及び／又は粉砕すること、間接加熱による実質的に無酸素で連続の低圧熱分解法において反応又は一連の熱分解反応をさせること、熱分解反応のために１つより多くの反応器を用いること、チャーを分離すること、タール及び油を再処理又はクラッキングする工程、及び、燃料ガスをスクラビングすること。
【００７２】
本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、場合により、１つ以上の下記の工程を含む：カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源を分離すること；廃棄物投入物を乾燥させ、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源から構成要素を分離すること（例えば、カーペット繊維の使用のためのカーペットリサイクル又は再処理で慣用的に行われるとおり）；分離工程；廃棄物投入物の湿分含有量を増加させること（例えば、ガス化を促進するための反応器へのスチーム注入による）；追加のガススクラバーを使用すること；チャーから成分を回収及び分離すること（例えば、炭素及び／又はフィラー、例えば炭酸カルシウム）。
【００７３】
本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、熱分解のための様々な機器で実施することができる。オイル及び他のセパレータ、チャー／オイルセパレータ、ガススクラバー、エバポレータなどをさらに含む例示的なデバイス又は一連の反応器は、例えば米国特許公開第２０１４／０１８２１９４号明細書に示されており、その全体を参照より本明細書中に取り込む。
【００７４】
１つの態様において、本発明は、本発明による処理のためのカーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源の成分及び／又は種類を分離する初期任意工程を含んでよい。１つの態様において、１つ以上のタイプのカーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源は本発明の独立の処理方法のために分離されうる。例えば、カーペット及びラグ材料は、その後の別途の処理のために消費者向けポリマー材料から分離されうる。しかしながら、有利なことに、本発明によれば、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源のこのような分離は、別個の反応器装置を用いる必要はない。代わりに、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物及び他の廃棄物源は同一又は異なるバッチのいずれかで同一の反応器装置を使用して処理することができることが本発明の利益である。
【００７５】
１つの態様において、本発明は、細断及び／又は粉砕段階の前にカーペット及びラグ廃棄物源の成分を分離する初期任意工程を含んでよい。１つの態様において、カーペット及び／又はラグから、パディング、フィラー及び／又はバッキング材料から表面繊維を除去するための従来の分離方法を使用することができる。１つの態様において、カーペット繊維の特定のパーセンテージをリサイクル及び／又は再利用することの指令を出している特定の州又は他の管轄区域は、本発明の方法とは別に、さらなるリサイクル（すなわち、クリーニング、押出、ペレット化及び／又は繊維の再押出）又は再使用のために表面繊維を分離させる工程を最初に採用することができる。このような態様において、カーペット及び／又はラグ材料の残りは、例えば、パディング（例えばウレタンパッド）及び他のバッキング及び／又はフィリング材料を含めて、本発明による廃棄物投入源として処理される。別の態様において、このような分離方法は、構成要素全体が本発明による処理に適しており、単一の廃棄物投入物として初期細断工程に入ることができるときに、カーペット及び／又はラグ材料をリサイクルすることがもはや要求されない。
【００７６】
１つの態様において、本発明は、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源の初期細断、破砕及び／又は粉砕工程を含み、その各々は本明細書において、細断及び／又は粉砕と呼ぶことができる。本発明の範囲は、投入廃棄物源のサイズを低減し、そして実質的に均一な投入源を提供するための初期処理工程に関して限定されない。１つの態様において、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源を粉砕機又は破砕機に直接配置することができる。１つの態様において、粉砕及び／又は細断工程は、投入源の実質的に均一な片を提供する。１つの態様において、粉砕及び／又は細断工程は約２インチ未満、好ましくは約１インチ未満、又は、いくつかの態様では、約０．５インチ未満の平均直径を有する投入源の断片を提供する。１つの態様において、細断及び／又は粉砕は、最初の粗製工程、次いで、微細細断及び／又は粉砕工程を含むことができる。別の態様において、細断及び／又は粉砕は、単一の処理工程を含むことができる。
【００７７】
様々な細断及び／又は粉砕技術を本発明により使用して、処理のための望ましいサイズ又は形態の廃棄物投入源を提供することができる。好ましい態様において、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源を、約１インチ未満のサイズに粉砕及び／又は細断して、実質的に均一な投入源を提供する。さらに好ましい態様において、実質的に均一な投入源は、本発明の方法による処理のために回収される細断及び／又は粉砕工程からのダスト又は他の破片と組み合わされる。
【００７８】
有利なことに、本発明によれば、個別及び別個の処理のために様々な構成要素を除去又は分離する実質的な抽出工程を行うことなく、様々なカーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源を本発明により処理することができる。これは、構成要素の実質的な仕分け及び分離を必要とする先行技術の処理装置及び技術に対して有意な利点である。これは、特に、回収及び消費者使用済み製品がしばしば廃棄物源の混合組み合わせ物であるときに、多大な手動及び／又は機械エネルギーがリサイクルされる材料を仕分けしそして分離するために要求されるという、リサイクル努力の既知の限界である。本発明はカーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源の処理のための類似のタイプの材料へのこのような大規模な分離を必要としない。
【００７９】
１つの態様において、本発明は、熱エネルギーを使用する実質的に無酸素で連続の低圧熱分解法における反応又は一連の熱分解法及び反応を含む。１つの態様において、低圧は、約１０〜約１００ミリバール又はその中の任意の範囲を含む。１つの態様において、本発明は、１つの反応器又は一連の反応器における無酸素で連続の低圧熱分解法を含む。本明細書で言及されるように、反応器内の無酸素プロセスは廃棄物投入源と接触する空気又は酸素を含まない。有利なことに、本発明の方法、装置及び／又はプロセスからの酸素の低減及び／又は排除の結果として、廃棄物投入源は火炎又はプラズマ源に暴露されず、したがって多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）、ハロゲン化ジベンゾダイオキシン、ハロゲン化ジベンゾフラン、ビフェニル及び／又はピレン又はその他のハロゲン化有機物を生成しない。１つの態様において、１０％までのハロゲン含有分を含む廃棄物源の総凝集体組成物は、ＰＡＨ、ハロゲン化ジベンゾダイオキシン、ハロゲン化ジベンゾフラン、ビフェニル及び／又はピレンを生成することなく、本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより処理される。
【００８０】
更なる態様において、本発明は、上述のように毒素を生成しないことに加えて、毒素、すなわちハロゲン化合物の破壊をさらに含む。１つの態様において、その方法は脂肪族化合物、芳香族化合物及び多環式芳香族炭化水素、ハロゲン化ジベンゾダイオキシン、ハロゲン化ジベンゾフラン、ビフェニル、ピレン、クロロフルオロカーボンなどを破壊する。
【００８１】
１つの態様において、本発明は、実質的に無酸素又は無酸素で連続の低圧熱分解プロセスを熱エネルギーの供給と共に使用する。熱分解法は、例えば、５００℃未満のプロセス温度での低温熱分解；５００〜８００℃の温度範囲での中温熱分解；８００〜１，５００℃の温度での溶融熱分解を含む、様々な方法及び熱エネルギー量を用いることが知られている。本発明の態様によれば、実質的に無酸素又は無酸素で連続の低圧熱分解プロセスは、間接加熱を使用する。１つの態様において、加熱は、約４００℃〜８００℃、好ましくは約４００〜６００℃の温度で廃棄物源投入物を処理することを含む。有利なことに、より低温の熱分解プロセスの使用は、反応器（例えばスチール反応器）にかかる負荷を少なくし、本発明による連続プロセスを実施するのにより少ないエネルギーを必要とし、プラント設備内で、寿命、処理性などを改善する、より低い温度範囲で装置と金属との接触を維持する。
【００８２】
１つの態様において、反応器又は一連の反応器（カスケード反応器とも呼ばれる）は、約４００℃〜約８００℃、好ましくは４００℃〜６００℃のより低い温度範囲にわたって熱分解処理を可能にする。当業者に理解されるように、本発明による投入源のための単一の処理温度はなく、代わりに反応器（又は一連の反応器）内の温度範囲が得られる。例えば、単一の反応器内で、反応器の頂部内への投入源は反応器の底部よりも高い温度になりうる。さらに、当業者に理解されるように、単一の反応器の使用は、約６００℃〜約８００℃などの、より高い温度範囲を必要とすることがあり、一連の反応器は、約４００℃〜約６００℃などの、より低い温度範囲を可能にする。好ましい態様において、本発明の方法により使用される反応器は、比較的低い温度及び圧力（例えば平均で約６５０℃及び平均で周囲圧力が約５０ミリバール）が使用されるときに、高温／高圧に耐える設計は必要ない。
【００８３】
連続的な熱分解プロセスは、少なくとも部分的なガス化を受けるために少なくとも１つの反応器で行われる。例えば、回転ドラム反応器、シャフト反応器、水平反応器、連行流ガス化装置、固定床ガス化装置、連行流ガス化装置などを含む、当該技術分野で公知の様々な反応器を使用することができる。例示の反応器は、例えば、米国公開第２０１４／０１８２１９４号及びＤＥ  １００  ４７  ７８７、ＤＥ  １００  ３３  ４５３、ＤＥ  １００  ６５  ９２１、ＤＥ  ２００  ０１  ９２０及びＤＥ  １００  １８  ２０１に開示されており、その全体を参照により本明細書中に取り込む。当業者は、本発明により使用される反応器の数、順序及び規模は、本発明の範囲内で具体化される、投入されるカーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源の規模及び体積に応じて適合されうることを確信するであろう。
【００８４】
いくつかの実施形態において、本発明により使用される一次反応器は、分配器を備えた投入領域、反応器混合チャンバ、高温領域、高温チャンバ、バーナー付き加熱ジャケットチャンバ、転化セクション、インナーレジスタ及び／又は熱伝導レジスタを含み、それらからなり、又は、それらから本質的になる。例示の実施形態において、本発明により使用される二次の（又は三次の）反応器は、ドームを有するガスコンパートメント、垂直搬送デバイスを有する高温チャンバ、内部レジスタ及び外部レジスタ、コンベヤデバイスを有する転化セクション、加熱ジャケットチャンバ及び／又は燃焼チャンバを含み、それらからなり、又は、それらから本質的になることができる。
【００８５】
１つの態様において、反応器はジャケット加熱される。１つの態様において、反応器は垂直及び／又は水平に配置される。１つの態様において、少なくとも２つの反応器が使用される。１つの態様において、少なくとも３つの反応器が使用される。１つの態様において、反応器は場合により撹拌を受けることができる。好ましい態様において、少なくとも１つの反応器又は一次反応器は垂直であり、移動床設計であり、加熱された壁に沿って燃料ガスが向流で二次反応器に入る。本発明の実施形態に制限されることなく、そのような設計は、望ましくないタール及び燃料油の生成を最小限に抑える。さらに好ましい実施形態において、移動床設計はさらに二次水平反応器に採用され、本発明による改善された固体／ガス反応及びガス／ガス反応から燃料ガス及びチャーの制御された反応時間及び温度を延ばす。
【００８６】
カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源は、米国公開第２０１４／０１８２１９４号明細書の方法により実質的に示されるように少なくとも部分的な転化を提供するのに十分な時間、反応器内での転化を受ける。１つの態様において、反応器中の保持時間の量は、少なくとも約２０分、少なくとも約３０分、少なくとも約４０分、少なくとも約５０分、又は、少なくとも約６０分で変化し、例えば、ガス化反応に影響を与える投入源の細断サイズなどを含む要因に基づいて変化させることができる。
【００８７】
１つの態様において、反応器内の圧力は、約１０〜約１００ミリバール、又は、好ましくは約２０〜約５０ミリバールの圧力範囲内で一定に保持される。
【００８８】
１つの態様において、ガス化を改善するために湿分を装置に加えるかどうかを決定するために、廃棄物投入源の湿分含有量を測定することができる。１つの態様において、スチームは熱交換器を介して生成され、そしてプロセススチームは湿分含有量を増加させるために直接的に反応器頂部にパイプラインを介して注入される。１つの態様において、低い湿分含有量、例えば、約１０％未満、約９％未満、約８％未満、約７％未満、約６％未満、約５％未満、約４％未満、約３％未満、約２％未満又はそれ以下の湿分含有量を有する廃棄物投入源はガス化反応を改善するためにプロセスに注入されるスチームを有するであろう。１つの態様において、フィードストックの低密度投入物のガス化プロセスを改善するために、少なくとも約１０％に湿分含有量を増加させるために、スチームを反応器頂部に添加する。
【００８９】
さらなる態様において、ガス化反応を改善するために装置にさらなる湿分を添加するかどうかを決定するために、反応器中の圧力のモニタリングを用いることができる。このような態様において、反応器装置は、ガス化反応を最適化するために反応器内の温度及び圧力に基づいてスチームの体積を自動的に調節するように制御する。
【００９０】
１つの態様において、方法はタール及びオイルクラッキング工程をさらに含む。当業者に理解されるように、タール及びオイルは、タール及び有害成分を含有するオレフィン及びパラフィンの非不均一混合物であるパイロリシスプロセスの不可避の生成物である。ＰＶＣ及び／又は難燃剤がプラスチックフィードストックに含まれているならば、これらの有害成分は発癌性ベンゼン、トルエン及び塩素化臭素化成分を含む。パイロリシスオイルは引火点が低く、非常に危険であることが知られている（しばしば、様々な国で有害規制許可を必要とする）。有利なことに、本発明によれば、このような不可避的に生成されるタール及びオイルは単に中間体であり、その後にクラッキングされる。本明細書で言及するときに、「分解（クラッキング）」とは、複雑な有機分子が、前駆体中の炭素−炭素結合の切断により、軽質炭化水素などのより単純な分子に分解されるプロセスを指す。このように、クラッキングは、熱、触媒及び溶媒の影響下での分子のあらゆるタイプの分断を表す。したがって、タール及びオイルは回収されないか、又は、本発明の熱分解法の生産物でない。１つの態様において、高級有機成分がさらに分解されるなどのさらなるガス転化器（クラッキング反応器）は使用されるであろう。これらの重質オイル又はタールの除去及びクリーン燃料ガスへの転化は、ハロゲン化された有害物質を選択的に吸収するこれらの材料を除去するために望ましい。１つの態様において、該工程は有害ハロゲン化化合物を除去するために、タール及びオイルをリサイクルする。さらなる態様において、タール及びオイルクラッキング工程はよりクリーンな燃料ガスを生成する有益な効果を有する。
【００９１】
１つの態様において、生成したタール及びオイルは、例えばゼオライトなど、場合により触媒の存在下で処理される。１つの実施形態において、クラッキング工程は、例えば米国特許公開第２０１４／０１８２１９４号明細書に開示されているように軽油と重油を分離し、その全体を参照により本明細書に取り込む。
【００９２】
１つの態様において、方法はガスのための任意冷却工程をさらに含むことができる。いくつかの実施形態において、ガスは、スクラビング段階でのさらなる処理のために冷却される。例えば、冷却された転化チャンバは、本発明の方法による反応器と連結されうる。１つの態様において、約４００℃〜８００℃の温度のガスを約１００℃未満、好ましくは約８０℃未満の温度に冷却する。その後、ガスを、例えば、隣接する水スクラバーなどで周囲温度に冷却して、ガスから過剰の水及び／又はスチームを除去することができる。
【００９３】
１つの態様において、本方法は、追加のガススクラバーを使用するなどの状態調節工程をさらに含むことができる。１つの実施形態において、生成されたガスを、ガススクラビング段階、すなわちアルカリ段階（例えば、ＨＣｌ及びＨＢｒの結合のためのＮａＯＨ）での冷却後にさらに精製し、下流プロセスに供給することができる。
【００９４】
１つの態様において、本発明はカーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源をチャー源及びクリーン燃料ガス源に転化させる。１つの態様において、本発明は、本明細書に記載の方法から生成されるオイル及びタールのリサイクルのためのリサイクル工程をさらに含むであろう。１つの態様において、オイル及びタールのリサイクルは、それらをクラッキングし、次いで、より短い鎖分子を主反応器にて再処理し、追加のクリーン燃料ガスに転化させることを含む。クラッキングは約３５０℃〜約１１００℃の温度範囲で行われることができ、ゼオライトなどの触媒の存在下とすることができる。１つの態様において、生成したタール及びオイルは、例えばゼオライトなど、場合により触媒の存在下で処理される。１つの実施形態において、クラッキング工程は、例えば米国特許公開第２０１４／０１８２１９４号明細書に開示されているように軽油と重油を分離し、該文献の全体を参照により本明細書に取り込む。
【００９５】
本発明の有利な態様において、このように生成されたクリーン燃料ガスは、使用点（すなわち、本発明の方法、装置及び／又はプロセスを使用する設備）で本発明のプロセスの操作を維持する際の使用に適している。
【００９６】
１つの態様において、本発明は生成されたチャー源をさらに処理するための分離工程をさらに含む。１つの実施形態において、炭素転化ユニットはチャー源から炭素を除去するために使用されうる。１つの実施形態において、チャー源中に含まれるフィラー（例えば、炭酸カルシウム及び／又は炭酸マグネシウムを含む鉱物フィラー）から炭素を分離することが望ましく、そのことはオンサイト又はオフサイトにて既知の分離法により完了されうる。１つの実施形態において、チャー源から分離された炭素は使用（例えば、コンクリート、製鋼工場のための炭素／チャコール投入物）のために提供される。１つの実施形態において、チャー源から分離された鉱物フィラーは使用（例えば、カーペットフィラーのための投入物）のために提供される。別の実施形態において、無傷のチャー源はさらなるリサイクルのための投入物として提供される。
【００９７】
１つの実施形態において、チャー源から炭素を除去するために炭素転化ユニットを使用することができる。有利には、生成されるチャー源は、有機物を除去し、その後に、残りの成分をさらに分離することができる本発明による熱分解処理の結果として、約４０％、５０％又はそれ以上の減少（質量基準）を受けている。１つの態様において、チャー源中の炭素が５０％（質量基準）より大きく低減するように、チャー源から追加の炭素を除去することが望ましい。好ましい実施形態において、炭素は１０％（質量基準）未満にまで低減される。好ましい実施形態において、炭素はチャー源から除去される。
【００９８】
１つの態様において、チャー源のさらなる処理は、炭素を燃料ガス（二酸化炭素又は一酸化炭素の形態で、その後にスクラバーを介してさらに処理される）に転化させるためにオゾンの使用を含むことができる。このような実施形態において、チャーを含むチャンバ（室温もしくは周囲温度又は１００℃〜３００℃などの高温）にオゾンを添加することができる。そのようなチャンバは反応器の１つであっても、又は、別個のチャンバであってもよい。１つの態様において、炭素を燃料ガスに転化させるためのオゾンの使用は低温焼却プロセスの使用を不要にする。
【００９９】
１つの態様において、チャー源のさらなる処理は、約３００℃〜約５００℃などの制御された温度で残留物中の炭素を焼却する。空気供給は温度制御され、全プロセスを約３００℃〜約５００℃の温度などの冷却することができる。１つの態様において、装置は、供給スクリューコンベヤ、フライト及び熱伝達用レジスタパイプ付き回転式焼成器、冷却された排出スクリューコンベヤ、微粒子除去付きの排気ガスクリーニングユニット及び任意要素のスクラビングデバイスを含み、又は、それらからなる。
【０１００】
１つの態様において、供給スクリューコンベヤは従来の設計を有し、その副産物の温度がその仕様の主なパラメータである。回転式焼成器に入る前に、間接加熱及び制御された空気供給によって、副生成物の温度を上昇させる。
【０１０１】
１つの態様において、回転式焼成器は２つのベアリングを有する細長いドラム、フライト付き内部ドラム及び中央排出スクリューコンベヤの基本設計を有する。入口及び出口は対称に配置されている。ドライブは回転式焼成器の頂部にある。材料の投入と排出はシャフトを介して行われ、このようにして大気への防毒を行う。ドラム内の２つのレベルのパイプレジスタはプロセスを冷却する。この材料は内部のフライトによって排出スクリューコンベヤに運ばれることができる。材料は、一定の温度及び一定の冷却下で回転式焼成器を通って連続的に輸送されうる。さらに、このプロセスでは炭素はＣＯ２に酸化される。
【０１０２】
１つの態様において、排出スクリューコンベヤは冷却ジャケットを備え、貯蔵容器に接続されている従来の設計を有する。
【０１０３】
１つの態様において、排気ガスクリーニングモジュールは従来の粒子除去装置を有し、場合により、固体除去を伴うガススクラバーを備えることができる。必要に応じて、スタックに入る前にファンを追加することができる。
【０１０４】
１つの態様において、本発明は、生成された燃料ガスをさらに処理するためのクリーニング工程をさらに含む。そのような工程は、「湿式スクラビング」工程と呼ぶことができる。例えば、このような工程は水銀含有化合物が処理される廃棄物源中に含まれるときにさらなる処理のための用途に特に有用である。このような工程は形成されたハロゲン化水銀を有する水銀の除去を含むことができ、ハロゲン化水銀はスクラバー内で除去される水中の不溶性ハロゲン塩であることができる。１つの態様において、ハロゲン化水銀はスクラバー内でスクラビングされ、その後に廃棄される。１つの態様において、ガスは、精製のために湿式スクラバーにガス流として導入される。１つの態様において、ガススクラバーは、生成物ガス流からタール、オイル及びチャーを分離する。さらなる態様において、ガススクラバーは、例えば約８０℃未満の温度に生成物ガスをさらに冷却することができる。スクラバーは、燃料ガス生成物中のあらゆる毒性化合物の最終的な除去工程のためにさらに使用されうる。
【０１０５】
１つの態様において、生成された燃料ガス／水蒸気混合物は、ガスクリーニング、すなわちスクラバー装置に入る。１つの態様において、各反応器ラインは、それ自体の第一のガスクリーニングユニットを有する。ガス流は、第一のスクラバーユニットの後で混合され、その後に、追加のスクラバーに入る。
【０１０６】
１つの態様において、ガスクリーニングユニットは、スクラバー、容器、ポンプ、オイル排出ユニット及び熱交換器を含むか、又は、それらからなる。焼却技術の当業者に知られている添加剤、例えばアルカリ源（例えばＮａＯＨ）又は硫黄の除去のための石灰石などの他の源と水は組み合わせられる。特に、本発明による加熱方法は、外部加熱が提供されるので、焼却とは区別される。明確にするために、本発明の方法は焼却を使用しない。焼却技術分野の当業者は、アルカリ性材料を含む水を用いて酸性成分を除去するスクラビングは区別される方法であると理解している。これらは閉ループ系で使用され、凝縮物及び汚染物質をガス流から清浄化し、ガスを冷却する。凝縮物は、固体としてオレフィン、芳香族化合物及びパラフィン、及び、水を含む。標準装置は５つのガスクリーニング装置を含むか、又は、それらからなる。この数は、本発明の実施形態により使用されるフィードストックの仕様に応じて、減少又は増加させることができる。タールなどのスクラブされた成分はクラッキング反応器のフィードストックとなり、芳香族オイル及びオレフィンの軽油分は固体／水から分離され、ガス化装置で再処理され、水は前洗浄されそして再使用される。
【０１０７】
１つの態様において、燃料ガスは、通気装置によって約１００ｍｂａｒなどに圧力を増加させることによって、ガスクリーニング装置を通って輸送される。１つの態様において、１００ｍｂａｒは本発明により使用される装置の限界値である。
【０１０８】
１つの態様において、廃水処理は物理的及び生物学的処理セグメントを含むか、又はそれからなる。廃水は前処理後及びクリーニング後に排出することができる。
【０１０９】
１つの態様において、安全装置は緊急時に燃料ガスをフレアに輸送する。１つの態様において、全てのパイプラインは弁を有し、動力故障時に自動的に開く。さらなる態様において、フレアへの接続パイプにはバーストディスクが装備されており、これにより、反応器及びガスクリーニング装置の過度の圧力が防止される。緊急の場合に、この装置は装置を安全にシャットダウンするのに役立つ。
【０１１０】
廃棄物処理のための例示的な実施形態
１つの態様において、廃棄物投入材料は、ホッパーに保管され、そして第一の乾燥ユニットとしての第一のスクリューコンベヤによって輸送される。該第一の乾燥ユニットは幾つかの連結したユニットからなることができる。１つの態様において、スクリューコンベヤは、熱交換器によって３５０℃まで冷却された後に、反応器ガスバーナーの排気ガスによって間接的に加熱される。１つの態様において、水蒸気の放出点はスクリューコンベアの間にあり、わずかな負圧によって支持され、蒸気は凝縮のために回収される。
【０１１１】
１つの態様において、廃棄物投入材料は最終スクリューコンベヤによりエアロック装置を通して一次反応器ユニットに供給される。第一の一次クラッキング及びガス化反応はこの垂直反応器ユニット内で起こる。材料は、反応器の上部、反応器頂部を通してそして上部混合チャンバに供給される。混合チャンバ及び高温チャンバは、反応器の外壁のガスバーナーを介して間接的に加熱される。１つの態様において、反応器内部の材料流は内部スクリューコンベヤ及びロータユニットによって制御される。
【０１１２】
１つの態様において、混合チャンバ及び高温チャンバは、天然ガス又はスクラビング装置でクリーニングされた後に本発明の装置により生成されるクリーン燃料ガスで運転可能なガスバーナーによって加熱される外側燃焼チャンバによって囲まれている。
【０１１３】
１つの態様において、もし廃棄物源が乾燥の必要があるならば、ガスバーナーの排気ガスを用いて廃棄物投入材料を乾燥させる。１つの実施形態では、所望の湿分含有量は約１〜２５％、又は、好ましくは約５〜２０％の範囲内とすべきである。
【０１１４】
１つの態様において、生成された燃料ガス及びコークスは、垂直反応器の底部にある２つの二次反応器の第一の反応器に導かれる。１つの態様において、これらの反応器ユニットは、ほぼ水平であり、また、間接加熱型スクリューコンベヤユニットである。材料の追加のガス化及びガス反応は二次反応器ユニットで起こる。該反応ユニットはそれ自体のバーナーユニットによって加熱される。
【０１１５】
１つの態様において、残りの残留物はコークス及びアッシュであり、スチーム／水で冷却された後に、それらは第二の二次反応器の終わりで吐出される。
【０１１６】
１つの態様において、追加のクラッキング反応器はガス化装置に統合されている。これらは、独立した加熱型パイプ反応器であり、第一のスクラバーユニットで凝縮されるタール成分を取り扱うように設計されている。タールは分解されており、燃料ガスは第一の二次反応器に戻される。
【０１１７】
１つの態様において、過度の圧力の場合に装置全体が保全される。主要なガス分配点及び反応器でのバーストディスクは、ガスがフレアに導かれて燃焼することを保証する。１つの態様において、水蒸気を燃焼チャンバに注入して、一次反応器を冷却し、そして反応器内のガス化反応を停止することができる。
【０１１８】
１つの態様において、生成された燃料ガス／水蒸気混合物は、ガスクリーニング／スクラバー装置に入る。各反応器ラインはそれ自体が第一のガスクリーニングユニットを有する。ガス流は、第一のスクラバーユニットの後で合流され、その後に、追加のスクラバーに入る。１つの態様において、ガスクリーニングユニットは、スクラバー、容器、ポンプ、オイル排出ユニット及び熱交換器からなる。添加物と組み合わせた水は、ガス流から凝縮物及び汚染物質をクリーニングし、ガスを冷却する閉ループ装置で使用される。凝縮物は、固体としてオレフィン、芳香族化合物及びパラフィン、及び、水を含む。１つの態様において、装置は５つのガスクリーニング装置からなる。この数は、フィードストックの仕様に応じて、減少又は増加させることができる。タールなどのスクラブされた成分はクラッキング反応器のフィードストックとなり、芳香族オイル及びオレフィンの軽油分は固体／水から分離され、ガス化装置で再処理され、水は前洗浄されそして再使用される。
【０１１９】
１つの態様において、燃料ガスは、通気装置によって１００ｍｂａｒに圧力を増加させることによって、ガスクリーニング装置を通って輸送される。１００ｍｂａｒは全装置の限界値である。１つの態様において、これらの成分は余分なものであり、バイパスされうる。
【０１２０】
１つの態様において、廃水処理は物理的及び生物学的処理セグメントからなる。廃水は前処理後及びクリーニング後に排出することができる。
【０１２１】
１つの態様において、安全装置は緊急時に燃料ガスをフレアに輸送する。全てのパイプラインは弁を有し、動力故障時に自動的に開く。フレアへの接続パイプにはバーストディスクが装備されており、これにより、反応器及びガスクリーニング装置の過度の圧力が防止される。緊急の場合に、この装置は装置を安全にシャットダウンするのに役立つ。
【０１２２】
熱分解法の改良された処理及び効率のための任意の追加物
本発明の方法は、使用される方法及び装置の効率をさらに最大限にするために、追加の投入物と組み合わせるのに適している。出力発生装置は供給された燃料を指定された燃料負荷範囲で出力に変換するための最高の効率を発揮するように設計されていることが知られている。ガスタービン及びガスエンジンのこの範囲は、一般に、選択されたガスタービン又はガスエンジンの８０％〜１００％燃料ガス能力である。効率は出力を発生させるために燃料ガスに必要とされる熱エネルギーとして決定され、ＢＴＵ／ｋＷｈでベンダーによって提供され、装置の８０％〜１００％能力の燃料ガス負荷の特定の範囲で有効である。当業者が確信するように、８０％未満の燃料ガス負荷は、燃料ガスの熱エネルギーを出力に変換する効率を低下させる。
【０１２３】
本発明の任意の場合の実施形態によれば、本発明の方法によるクリーン燃料ガス源産出物はさらに改良され及び／又は一定産出量に安定化されていることができ、例えば、ｃｆｍ（立方フィート毎分）で測定され、そしてクリーン燃料ガス源の発熱量はＢＴＵ／ｃｕｆｔで一定に制御される。クリーン燃料ガス源の量及び発熱量は、本発明の実施形態により処理されるフィードストック特性に依存する。反応器への均質なフィードストック投入は両方のパラメータ：ｃｆｍ及びガスタービン／エンジンに供給される１ｃｕｆｔあたりの発熱量に関して一貫したクリーン燃料ガス源産出物をもたらすであろう。フィードストックの変動は、生成されるクリーン燃料ガス源の量及びそのｃｕｆｔ当たりの発熱量を変化させる。例えば、本発明の種々の実施形態によると、区別される廃棄物源は使用され、例えば、ＰＥＴを含むポリアミドカーペットｖｓポリプロピレンカーペットの間の差異があり、クリーン燃料ガス産出量はｃｆｍ及びＢＴＵ／ｃｕｆｔにより変化する。したがって、本発明の方法は、クリーン燃料ガス源をガスタービン／エンジンなどに燃料として供給する前に、天然ガスを事前混合貯蔵容器内でクリーン燃料ガス源に添加することによって、クリーン燃料ガス源の産出物に関してさらに制御されうる。
【０１２４】
１つの態様において、本発明のクリーン燃料ガス源産出物に天然ガス（メタンなど）を添加することは様々な利点を有する。例えば、本発明により処理される廃棄物フィードストックの供給者及びそのタイプによるフィードストックの不規則性によるＢＴＵ品質の変化はＢＴＵを使用者の仕様に調節するように天然ガスを添加することにより克服されうる。１つの態様において、高端及び低端フィードストック及びガスの両方を用いて、複合サイクル出力を均等化又は最適化することができる。また、天然ガスの使用は、停止、保守又は他の中断中の出力生産の管理を可能にし、コールドスタートアップを支援することができる。全体的に、予期せぬことに、フィードストックからのＢＴＵ変動は、コスト効率、バランスの取れたフィードストックパフォーマンス、ダウンタイム及びメンテナンスダウンタイム許容値、及び、コストを削減するためにより大きなバックエンド出力装置を追加する能力という、他の利点とともに、本発明により得られる。
【０１２５】
１つの態様において、添加される天然ガスはクリーン燃料ガス源のガス流量の変動を均等化することができ、２つの混合ガス流のブレンドは、ガスタービン／エンジンへの合計ガスの必要な供給を保証し、出力発生装置の最適化性能のために８０％〜１００％燃料ガス負荷を達成する。さらに、利用可能なクリーン燃料ガス源容量に天然ガスを加えることにより、プロジェクト現場での出力発生の総容量を増やすことができる。なおもさらには、使用される装置のメンテナンス期間中にクリーン燃料ガス源を天然ガスで置き換えることは装置の停止期間中の出力発生に冗長性を提供する。
【０１２６】
追加の燃料源は、本発明の方法で利用することができ、以下に「追加の燃料源」として各投入源についての例示的なＢＴＵとともに示すものが挙げられる。
【０１２７】
熱分解法の生成産出物
１つの態様において、本発明の方法、装置及び／又はプロセスは、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源をチャー源及びクリーン燃料ガス源に転化させる。有利なことに、カーペット、ラグ、他のポリマー廃棄物投入物からの炭化水素材料はクリーン燃料ガスに転化され、一方、他の材料は「チャー」として回収される。さらなる利点として、生成されるいかなるオイル及びタールも二次反応器及びクラッキング反応器にリサイクルされて、追加の燃料ガスに転化され、例えば、使用場所（すなわち、本発明の方法、装置及び／又はプロセスを使用する設備）で本発明のプロセスの操作を維持するために使用されてよい。
【０１２８】
チャー
熱分解法を用いる本発明による方法は、有利なことに、非有害材料である処理済みのチャーを提供する。１つの態様において、チャーは毒性化学物質を実質的に含まないか又は含まない。チャーは有害なダイオキシン及びフランの発生を防ぐために、空気に開放する前に冷却（例えば、約１２０℃未満）する必要がある。
【０１２９】
１つの態様において、チャーは炭素に富む材料である。１つの態様において、チャーは、例えば炭酸カルシウム及び／又は炭酸マグネシウムの１種以上を含む鉱物フィラーに富む材料である。１つの実施形態において、生成されるチャー源は本発明により処理されるカーペット、ラグ及び／又は他のポリマー材料の種類によって変動可能な組成を有するであろう。例示の組成物は下記の表３及び６に実質的に示されるとおりであり、本発明の態様によりフィラーをさらに分離しそして再利用する能力を示す。
【０１３０】
１つの態様において、チャーは投入フィードストックの特性によって約４％〜約９６％の炭素及び約４％〜９６％のフィラー材料を含む。１つの態様において、チャーは投入フィードストックの特性によって約４％〜約９６％の炭素、約５％〜約９０％の炭素、約１０％〜約８０％の炭素、約２０％〜約７５％の炭素、又は、約２５％〜約７５％の炭素を含む。１つの態様において、チャーは投入フィードストックの特性によって約４％〜９６％のフィラー材料、約５％〜約９０％のフィラー材料、約１０％〜約９０％のフィラー材料、約２０％〜約９０％のフィラー材料、又は約２５％〜約８０％のフィラー材料を含む。
【０１３１】
１つの態様において、チャーはハロゲン化合物を実質的に含まない。さらなる態様において、チャーは毒性化学物質及びハロゲン化合物を実質的に含まない。１つの態様において、チャーは、例えば水銀含有化合物を含む毒性化学物質を含まない。１つの態様において、チャーはハロゲン化合物を含まない。さらなる態様において、チャーは毒性化学物質及びハロゲン化合物を含まない。
【０１３２】
燃料源
熱分解法を用いる本発明による方法は、有利には、クリーン燃料源を提供する。１つの態様において、燃料ガス源は、クリーンで危険でない材料である。１つの態様において、燃料ガス源は毒性化学物質を実質的に含まない。１つの態様において、燃料ガス源はハロゲン化合物を実質的に含まない。さらなる態様において、燃料ガス源は毒性化学物質及びハロゲン化合物を実質的に含まない。１つの態様において、燃料ガス源は毒性化学物質を含まない。１つの態様において、燃料ガス源はハロゲン化合物を含まない。さらなる態様において、燃料ガス源は毒性化学物質及びハロゲン化合物を含まない。１つの態様において、燃料源は、多環式芳香族炭化水素（ＰＡＨ）、ハロゲン化ジベンゾダイオキシン、ハロゲン化ジベンゾフラン、ビフェニル及び／又はピレンを実質的に含まないか又は含まない。
【０１３３】
１つの実施形態において、生成された燃料ガスは、本発明の熱分解法の装置及び方法のための反応器を加熱するために利用される。１つの態様において、反応器のための熱は、生成された燃料ガスの約１０〜５０％、生成された燃料ガスの約１０〜４０％、又は、生成された燃料ガスの約２０〜３０％によって供給される。
【０１３４】
１つの実施形態において、生成される燃料ガスは下記の実施例の表に実質的に示されるとおりの組成を有する。
【０１３５】
１つの態様において、燃料ガスは、パイロリシス及び／又は部分酸化装置で一般的であるように、空気又は外部酸素が反応器に導入されない結果として優れた生成物である。
【０１３６】
本発明の１つの実施形態において、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源、例えば、固形廃棄物、タイヤ、肥料、自動シュレッダー残留物、ガラス及び炭素繊維複合材料、自治体固形廃棄物、医療廃棄物、廃木材などの熱分解は、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源１ポンド当たり約３，０００〜約２０，０００ＢＴＵを含み、エネルギー源としてのクリーン燃料ガスを生成する。当業者であれば、本明細書に記載の本発明の開示に基づいて確信するように、カーペット、ラグ、ポリマー廃棄物源及び他の廃棄物源の違いは、１ポンド当たりのＢＴＵに影響を与える。例えば、端部は、推定１６，８００ＢＴＵ／ポンドを提供し、ＰＥＴ投入物は推定７，０００〜８，０００ＢＴＵ／ポンドを提供し、ＰＡ投入物は推定６，０００〜７，０００ＢＴＵ／ポンドを提供し、そしてＰＰ投入物は推定１４，０００〜１５，０００ＢＴＵ／ポンドを提供する。なおもさらなる態様によると、種々の廃棄物源は以下の推定ＢＴＵ／ポンドを提供する。
【０１３７】
【表１】
2019507234.tif 000003
【表２】
2019507234.tif 000004
【０１３８】
１つの態様において、生成された燃料ガス源の発熱量は、カーペット、ラグ及び他のポリマー廃棄物源のタイプに基づいて変化する。例えば、非限定的な実施形態において、実施例において得られたデータにより下記の投入源から生成される燃料ガスの発熱量はおよそＰＥＴで４３８ＢＴＵ／ｆｔ３及びＰＡで５６７ＢＴＵ／ｆｔ３である。本発明の態様によれば、カーペット、ラグ及び／又はポリマー材料投入源から生成される燃料ガスの発熱量は約４００ＢＴＵ／ｆｔ３〜約１，４００ＢＴＵ／ｆｔ３である。１つの態様において、特に、評価された燃料ガスは評価された放出特性のすべてを満たした。
【０１３９】
１つの態様において、固形廃棄物投入源から生成される生成燃料ガス源の発熱量は約６００ＢＴＵ／ｆｔ３〜約９００ＢＴＵ／ｆｔ３である。１つの態様において、特に、評価された燃料ガスは評価された放出特性のすべてを満たした。
【０１４０】
１つの態様において、タイヤ投入源から生成される生成燃料ガス源の発熱量は約８００ＢＴＵ／ｆｔ３〜約１２００ＢＴＵ／ｆｔ３である。１つの態様において、特に、評価された燃料ガスは評価された放出特性のすべてを満たした。
【０１４１】
１つの態様において、肥料投入源から生成される生成燃料ガス源の発熱量は約４００ＢＴＵ／ｆｔ３〜約６００ＢＴＵ／ｆｔ３である。１つの態様において、特に、評価された燃料ガスは評価された放出特性のすべてを満たした。
【０１４２】
１つの態様において、自動シュレッダー残留物（ＡＳＲ）投入源から生成される生成燃料ガス源の発熱量は約６００ＢＴＵ／ｆｔ３〜約９００ＢＴＵ／ｆｔ３である。１つの態様において、特に、評価された燃料ガスは評価された放出特性のすべてを満たした。
【０１４３】
１つの態様において、複合材料投入源から生成される生成燃料ガス源の発熱量は約４００ＢＴＵ／ｆｔ３〜約８００ＢＴＵ／ｆｔ３である。１つの態様において、特に、評価された燃料ガスは評価された放出特性のすべてを満たした。
【０１４４】
１つの態様において、投入源として自治体固形廃棄物、医療廃棄物、廃木材などから生成される生成燃料ガス源の発熱量は約４００ＢＴＵ／ｆｔ３〜約８００ＢＴＵ／ｆｔ３である。１つの態様において、特に、評価された燃料ガスは評価された放出特性のすべてを満たした。
【０１４５】
１つの態様において、燃料ガスの生成は様々な用途に適している。１つの実施形態において、生成された燃料源は天然ガス及び／又は電気の代替として、製造プラント及び／又はボイラーに動力供給するためにエンジン又はガスタービンを使用して電力を生成するために使用されうる。別の態様において、燃料ガスは、バーナー又はスチーム及び電気の生産及び／又は分配に使用することができる。そのような使用の多くの例は、当業者に周知である。
【実施例】
【０１４６】
実施例
本発明の実施形態は下記の非限定的な実施例においてさらに規定される。これらの実施例は、本発明の特定の実施形態を示しているが、単なる例示として与えられていることを理解すべきである。上記の議論及びこれらの実施例から、当業者は本発明の本質的な特徴を確認することができ、そして本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、本発明の実施形態の様々な変更及び改変を行い、様々な用途及び条件に適合させることができる。したがって、本明細書に示されそして説明されたものに加えて、本発明の実施形態の様々な変更は前述の説明から当業者に明らかであろう。そのような改変も、添付の特許請求の範囲に含まれることが意図される。
【０１４７】
本出願明細書に記載された各参考文献の開示は、参照によりその全体が本明細書に取り込まれる。
【０１４８】
例１
区別されるタイプのカーペット廃棄物−ナイロン及びポリエステルを処理するための装置及び機器
カーペット及びラグ廃棄物源−すなわち、カーペットタイルサンプルのための機器及び処理装置を、本発明の実施形態に従って開示されるような製品の特徴及び材料バランスの査定について、Ｆｏｒｓｔ，  Ｇｅｒｍａｎｙのパイロットプラントで評価した。試験の目標は、供給された廃棄物の連続供給を用いるプラントの技術能力を証明し、さらなる評価のために特定の製品（ガス及びチャー）及び操作パラメータを得ることであった。本発明による方法は、さらなる使用のために高メタン、水素及び一酸化炭素含有量の適切な組成を有するガス産出物、及び水酸化ナトリウムでガススクラバーにて中和された臭化水素又は塩化水素を確認するように評価された。本発明による方法を評価して、潜在的に有害な成分及びＶＣＯの測定とともに、ＶＯＣ及び他の毒性成分の完全破壊を確認し、工場での使用のためのプロセスの適性を評価した。質量バランスも、得られるチャー源がリサイクル可能であるかどうかを決定するために評価した。
【０１４９】
テスト操作のパラメータ
ＰＥＴ及びナイロンをベースとするカーペットサンプルは評価のためにＩｎｔｅｒｆａｃｅ，  Ｉｎｃ．により供給された。約１２０キログラムのＰＥＴ及びナイロンベースのカーペットフィードストックを受け取り、そして検査した。フィードストックは、試験のために２インチ未満に細断された。図１に実質的に描かれている反応器は試験前に清浄化されていた。プロセスソフトウェア及びセンサは操作条件を記録するように調整された。材料取扱い条件及び供給条件は試験前に調整した。この特定のフィードストックの技術的調整は以下に概説されるように実施された。
【０１５０】
連続処理
装置を加熱した後に、連続プラント操作を行い、制御されたフィードストック投入及び製品排出を用いた。操作パラメータをフィードストックの要求に合わせて調節した。得られた材料及び媒体をサンプリングし、記録した。さらなる分析のために、各フィードストックタイプのフィードストックサンプルの合計２つのガスサンプル、及びＰＥＴ及びＰＡの両方の各チャーのチャーサンプルを得た。サンプルの分析は認証された独立した研究室によって行った。
【０１５１】
プラントの標準的な操作条件には以下のプラントの操作準備が含まれた：プラントの始動：午前７時００分、フィードストック投入：午前１０時００分〜、サンプリング午後１２：００〜１４：３０、プラント操作の完了：午後１７時００分まで、製品及び媒体の排出、質量バランスのための生産品の記録。
【０１５２】
一般的な条件
フィードストックを細断し、そして試験プロトコールにより供給した。始動プロセスには、反応器の加熱及びガススクラビングユニット及び隣接プラント構成要素の調整が含まれた。以下に概説するように、操作条件を試験プラントに調節した。
【０１５３】
プラント条件
試験中のプラント操作は装置の標準構成を使用し、そしてこのフィードストックのために特定の調整を用いた。これらの調整には以下のことが含まれる。
【０１５４】
下部の（１つの）バーナーのみでのプラント操作。
【０１５５】
ＰＥＴ及びＰＡの低密度に起因する短い間隔で定期的にフィードストックを、供給チャンバが空になったときに送り込むこと（これは本発明の方法及びプロセスを採用する商業サイズのプラントで必要な限定ではないが）。
【０１５６】
スタートアップの間に木材チップをＰＥＴに添加して、軽量フィードストックを支援してコンベヤに入れ、操作のベースレベルを最小限に抑制した（これは、本発明の方法及びプロセスを採用する商業サイズのプラントで必要な限定ではないが）。
【０１５７】
反応器頂部で４５０℃〜８００℃、反応器下部で４００℃〜８００℃の反応器条件。
【０１５８】
装置の圧力レベルを５ｍｂａｒ〜１００ｍｂａｒの間で増加。
【０１５９】
熱交換器によりスチームを発生させ、そして反応器頂部に直接的にパイプラインをとおしてプロセススチームを注入し、湿分含有量を約１０％に増加させ、フィードストックの湿分含有量を増加させることにより低密度投入物のガス化方法を改良する。
【０１６０】
生成された凝縮物（例えば、軽油）のためのクラッカーモジュールは操作されていなかった。というのは、これらのオイルの体積は効率的な操作のためには低すぎるからである。
【０１６１】
生成ガスを反応器からガスクリーニングユニットにパイプ送りした。
【０１６２】
凝縮液を生成ガスからガスクリーニングユニットにおいてスクラビングした。油性成分（オリゴマー）は両方のフィードストックサンプルから発生され、それはスクラビングユニット２において完全に凝縮された。ＰＥＴフィードストックからの油性成分はその操作条件のためにスクラバー１を通過させた。ＰＡフィードストックからの油性成分の小画分はユニット１でスクラビングされた。スクラビング媒体温度の低下はスクラバー１中のこれらの成分のほぼ完全な凝縮を達成するために必要である。凝縮物は、オリゴマーの高割合のために高い密度を示す。油性成分はスクラバー３において記録されず、ガス画分のからの水のみがスクラバー３において凝縮された。ガスパイピング装置の制御弁はガスからの凝縮物を記録しなかった。ガスクリーニング操作パラメータ及び条件は両方の試験で変更されず、そして装置は期待されるとおりに操作された。
【０１６３】
レベル均等化は必要ではなかったが、水をガススクラバー１に添加し、制御された油分離及び凝縮が起こった。そして、ガススクラバーの操作は再循環なしで実施した。正しいレベルの手動調整によるスクラバー１及び２のレベル制御；及び操作中のスクラバーとプラントのガスパイプラインとの間の油水分離器の制御。
【０１６４】
試験操作の特殊条件
選択された基本動作パラメータを連続的にモニターし、わずかな調整しか必要とされなかった。ＰＥＴを低い材料密度及びスクリューフィードの限界のために短時間のバーストでプロセッサに供給した。スチームを注入して、湿分含有量を増加させ、そして圧力変動を出口で観測した。反応器内の水分含量はスチーム注入によってわずかに増加し、これは化学平衡反応によるガス生成を増加させた。ガス体積を常に測定した。フィードストックの供給量が増加した段階で発生したガス体積は３０ｍ３／ｈｒ以上であった。平均値は約３０ｍ３／ｈｒ以上であり、平均値は約２０ｍ３／ｈｒであった。
【０１６５】
スクラバーは通常の静的状態で操作した。差圧は約２０〜５０ｍｂａｒの以前の試験運転での差圧のような範囲にあった。
【０１６６】
スクラバー１及び２からの生成油の再循環及び注入はなかった。少量のオイル成分をスクラバー１及び２から除去し、回収した。
【０１６７】
操作中の媒体のレベル制御は常にその範囲レベルに調整された。第一のスクラバー中の媒体：オイル、後続のスクラバーの媒体：添加剤を含む水。生成されたすべての媒体は試験後に取り出し、質量バランスについて測定した。
【０１６８】
上記のプラント条件から試験操作中に特別な技術的調整をする必要はなかった。技術的な故障は発生しなかった。プラントは完全に安定して操作され、その能力はこのフィードストックを処理することを証明した。
【０１６９】
機器装置及び処理設備の概要
投入物フィードストックを加熱スクリューコンベヤにより準連続的に供給する。ＰＥＴ及びＰＡフィードストック材料の低いバルク密度に基づいて、プラントの供給速度及び処理量をこのフィードストックの特徴的なバルク密度に調整しなければならなかった。フィードストックはこれらの温度条件下で主反応器内にて迅速に反応し、急速にガス化する。このガス化プロファイルは、フィードストックが装置に供給された直後の圧力増加によってモニターされた。観察される圧力増加は重要でなく、商業的サイズのユニットのためのより一定のフィードストック投入によって均衡化することができる。有利には、本明細書に記載の試験されたフィードストックのガス化及び反応速度は、高い処理体積を可能にする。生成されたガスは反応器からガススクラビングユニットにパイプ送りされ、凝縮物がガス流から除去される。次いで、凝縮物はスクラバー１及び２で回収され、それらの粘度は、燃料源としてのプロセスへの再注入に適している。残留タールはスクラバーに残されない。
【０１７０】
様々な操作パラメータを調整した。該パラメータとしては供給スクリューコンベヤの処理体積、反応器内の反応を均衡化させるためのスチーム注入の調節；反応器温度；フィードストック投入物の体積；及びチャー除去率に依存する滞留時間。これらの調整と記載の設備では、安定したプラント操作が達成された。
【０１７１】
ＰＥＴの質量バランスの要約
投入物：１２０ｋｇのＰＥＴ（２６４ポンド）、１７ｋｇのＨ２Ｏ
平均処理量：３０ｋｇ／時間（６６ポンド）
投入物：８０．４ｋｇのガス、７．４ｋｇのオイル、３４．２ｋｇのチャー、１５ｋｇのＨ２Ｏ
【０１７２】
図２〜３は、本明細書に記載のように処理されたＰＥＴ系カーペットサンプルの結果を示す。図２は反応の温度を示す。温度測定（℃で測定）は、反応器の異なる部分の温度を示す。図３は、産出物の圧力の変動を示す。図２に示すように、投入材料は反応器頂部に入り、その温度は反応器内で６００℃に上昇する。それは反応器内の既に高温の材料と混合され、化学転化反応が開始する。フィードストックの微粒子は既に反応器内にある材料と接触して直ちにガス化される。この迅速ガス化効果は新しい材料を供給した直後の反応器内での短時間圧力スパイク（図３）によって観察することができる。この圧力上昇は中程度であり、反応器に連続的に供給することにより回避される。特に、これらの効果は連続操作供給装置及びより大きい反応器体積のために商業サイズのプラントでは起こらないであろう。
【０１７３】
ガス化反応速度は追加のスチームの噴射にもかかわらず高かった。ガスをバランスさせる−平衡反応のためにはスチーム注入が必要であった。これは手動で調整し、従って安定しなかった。そのことは温度曲線で観察することができる。両方の材料で達成されたガス化反応速度は潜在的な処理量を大幅に増加させる。証拠として遅延投入フィード供給を用いた試験期間は圧力スパイクを無くした。
【０１７４】
ナイロン（ＰＡ）の質量バランスの要約
投入量：１２５ｋｇのＰＡ、２１ｋｇのＨ２Ｏ
産出量：８４ｋｇのガス、１０ｋｇのオイル、３８ｋｇのチャー、１４ｋｇのＨ２Ｏ
【０１７５】
図４〜５は本明細書に記載されたように処理されたＰＡ系カーペットサンプルの結果を示す。図４は反応の温度を示す。温度測定（℃で測定）は反応器の異なる部分の温度を示す。図５は産出物の圧力の変動を示す。
【０１７６】
操作条件、測定値及びデータの説明
鉱物系フィラー材料中の化学反応を避けるために、６００℃のパイロライザによって比較的に低い反応器温度でプラントを操作した。反応器頂部への必要なスチーム注入はフィードストック材料の低い湿分含有量をバランスさせた。プロセスデータの評価は、処理量を高め、十分なスチームを供給するための調整に基づいて、わずかな温度変化及び圧力スパイクでもってテストの進行を示す。短い間隔で供給されるフィードストック、及び増加したガス生成により、最大で５ｍｂａｒの小さい圧力変動を生じた。その範囲内での圧力変動は操作条件にとって重要ではないが、試験評価に役立つ。反応器中央部及び反応器頂部の内部圧力の逸脱は、ＫＵＧ装置にとって典型的なものである。これらの圧力変動は、例えば、二次反応器内のチャーの輸送などの操作プロセス工程により部分的に生じる。スチーム注入のための調整は圧力データにおいても観察されうる。
【０１７７】
ＰＥＴフィードストックは、以前に試験されたフィードストック材料と比較して、湿分含有量が非常に低い。６００℃の反応器上部の温度は、他の温度制御ポイントと比較して、そして以前の試験運転と比較して有意に高い。この差異は主として処理量が低いことにより発生した。より高いバルク密度を有するフィードストックのプラント操作は、より高い処理量及び異なる温度プロファイルに調整することができる。ＰＥＴフィードストックの潜在的な処理量は、将来の試験運転のために様々な供給方法を選択することにより、増加させることができた。
【０１７８】
ガスクリーニングユニットのプロセス温度データの評価は、その性能及びその凝縮能力にとって重要である。スクラバー１の温度は７０℃であり、スクラバー２で４０℃であり、そしてスクラバー３で３５℃であった。以前のテスト運転と比較したＰＥＴフィードストックの凝縮物特性の差異が認められた。凝縮物はスクラバー１においてスクラブされず、スクラバー２において長鎖炭化水素は凝縮された。プロセス水はスクラバー３で凝縮された。スクラバー２からの凝縮物はポンプ送りすることができた。生成ガスラインには凝縮物がなかった。
【０１７９】
例２
例示的なＰＥＴ廃棄物フィードストック処理
例１の分析からのフィードストック及び産出物のさらなる評価を行った。表１は、ＰＥＴフィードストック組成の分析を示す。
【０１８０】
【表３】
2019507234.tif 000005
【０１８１】
ＰＥＴサンプルは非常に低いバルク密度を有した。これは、低いバルク密度に調節された供給装置を用いて商業サイズのプラントでさらに扱うことができる。ＰＥＴ材料は非常に低い湿分含有量を有し、それは廃棄物投入物の約１０％の平均湿分含有量に達するようにプロセススチームの注入により調節された。ＰＥＴフィードストックの湿分含有量が低いことは、反応器を加熱するための生成ガスの自己消費を低減し、したがって寄生負荷を最小限に抑制し、全体的な効率を高める。ほぼ２０％のアッシュ含有量はＰＥＴ材料の転化のために何の困難もなかった。
【０１８２】
生成ガスの分析
分析の結果を表２に示す。
【表４】
2019507234.tif 000006
【０１８３】
２つのガスサンプルを各試験によって回収し、分析した。生成したガスのサンプルは、段階１及び段階２で回収した。サンプリングのタイミングを温度及び圧力データに記録し、そして試験の初期段階及び試験の連続運転を反映する。分析結果は均質な操作条件を反映する。ガス分析は、比較的に高い炭素酸化物含有量（特にＣＯ）を伴う比較的に高い水素含有量がカルボキシル基由来のより高い酸素含有量を有するフィードストックに典型的であることを示し、そのことは注入されたスチームの転化との組み合わせで、高いＣＯ含有量の生成を生じさせた。ＣＯ２含有量はより低く、化学平衡反応によって引き起こされる。２つの操作試験段階の間の差異はスタートアップの間の追加の木材チップの供給であった。ＰＥＴの分子構造はほとんど芳香族化合物からなり、反応器内で完全にはクラッキングされず、液相に移行し、それは生成オリゴマーと混合され、２５℃の温度でクラッカーユニットにポンプ輸送することができる。
【０１８４】
プロセスにおけるスチーム及び木材チップの使用はＰＥＴの低密度に起因してＣＯ２及びＣＯのレベルを増加させ、低い値の熱量及びウォッベ指数（ＭＪ／ｍ３）をもたらした。より低い温度の操作は低減されたガス産出量をもたらした。しかしながら、これらの制限は、連続的な材料投入及び簡単なスクリュー供給調節に適合する商業規模のプラントにおいて存在しないであろう。
【０１８５】
チャーの分析
分析の結果は表３及び表３Ａに示され、チャーが燃料及び／又はリサイクルに適していることを示す。
【表５】
2019507234.tif 000007
【０１８６】
【表６】
2019507234.tif 000008
【０１８７】
分析方法
フィードストック材料及びチャーを標準ガイドラインに従ってサンプリングした。ガスサンプルをガラスプローブに回収し、分析のために外部認定実験室に出荷した。わずか小体積のオイルオリゴマータール混合物は、カーペットタイルフィードストックのガス化のために選択された温度で製造され、そしてスクラビング後に除去された。内部油水分離器により混合物を分離し、軽質画分をクラッキング反応器内でガスに転化し、タールを含む重質画分を商業ユニットで再処理するための第一の反応器の底部にパイプ送りする。
【０１８８】
全体的な結果
供給されたフィードストックを用いたプラント操作は成功した。パイロットプラントの技術設計は望ましい処理を実証した。複数の用途のためのガスは生成され、さらなる処理に適したチャーを得た。さらなる利点としては、ダイオキシンを生成せず、既存のダイオキシンをクラッキングしたことを確認し、毒性材料を生成しないような低減を確認した。したがって、パイロットプラントは、プラスチックの組成物も金属もプロセスに悪影響を及ぼさない安定した性能を示した。
【０１８９】
例３
例示的なＰＡ廃棄物フィードストック処理
例１の分析からのフィードストック及び生産物のさらなる評価を行った。表４は、ＰＡフィードストック組成の分析を示す。
【０１９０】
【表７】
2019507234.tif 000009
【０１９１】
表４に示す高塩素含有量は予想外であった。水スクラバーで約１．７％が除去されたが、特に、この方法は少なくとも約７％塩素まで耐性を有する。窒素含有量はナイロン（アミド基）の化学組成に基づいて期待されるように高くなった。
【０１９２】
生成ガスの分析
分析の結果を表５に示す。
【表８】
2019507234.tif 000010
【０１９３】
生成されたガスのサンプルを段階１及び段階２で回収した。分析結果は均一な操作条件を反映している。このプロセスでのスチームの使用（木材チップはＰＡフィードストックのために使用しなかった）は、ＰＡの低密度及び低湿分含有量に起因してＣＯ２及びＣＯのレベルを増加させ、その結果、低いが、満足のいく発熱量及びウォッベ指数（ＭＪ／ｍ３）の値をもたらした。より低い操作温度は、より低減されたガス産出量をもたらした。木材チップを排除することにより、ＰＥＴ生成燃料ガス源と比較して高品質のガスが得られた。これらの制限は、連続的な材料投入及び簡単なスクリュー供給調整に適応する商業規模のプラントには存在しないであろう。
【０１９４】
チャーの分析
分析の結果を表６に示し、チャーは燃料及び／又はリサイクルに適していることを示す。
【表９】
2019507234.tif 000011
【０１９５】
表６に示すように、チャーの分析結果は、それが燃料又はさらなるリサイクルに適した源であることを示している。結果はチャーが１．９％のＣａＯを含んだことを示す。ＣａＯは空気からＣＯ２を吸収し、ＣａＣＯ３になる。
【０１９６】
分析方法
フィードストック材料及びチャーを標準ガイドラインに従ってサンプリングした。ガスサンプルをガラスプローブに回収し、分析のために外部認定実験室に出荷した。わずかな小体積のオイルオリゴマータール混合物はカーペットタイルフィードストックのガス化のための選択された温度で製造され、スクラビング後に除去された。混合物を内部油水分離器により分離し、軽質画分をクラッキング反応器内でガスに転化し、タールを含む重質画分を商業ユニットで再処理するための第一の反応器の底部にパイプ送りする。
【０１９７】
全体的な結果
供給されたフィードストックを用いたプラント操作は成功した。パイロットプラントの技術設計は廃棄物フィードストックの望ましい処理を実証した。複数の用途のためのガスは生成され、さらなる処理に適しているチャーを得た。さらなる利点としては、ダイオキシンを生成せず、既存のダイオキシンをクラッキングしたことを確認し、廃棄物源から毒性材料を生成しないような低減を確認した。したがって、パイロットプラントは、プラスチックの組成物も金属もプロセスに悪影響を及ぼさない安定した性能を示した。
【０１９８】
例４
ＰＥＴ及びＰＡ廃棄物フィードストック処理の比較
例２〜３の分析からのフィードストック及び産出物の比較を行った。ＰＥＴ及びＰＡフィードストックから生じるガスの比較を表７に示す。
【０１９９】
【表１０】
2019507234.tif 000012
【０２００】
両者の熱量は４つの理由から予想よりも低かった。第一に、サンプルの低バルク密度は間欠的なガス生成をもたらした（両方のサンプルの優れた融解性にもかかわらず）。第二に、プロセスにおいて用いた追加のスチームは（ＰＥＴ及びＰＡ（約１％ｖｓ１５％が望ましい）の低い湿分含有量により生じる）ＣＯ２及びＣＯレベルを増加させた。第三に、木材チップを用いてＰＥＴの開始を支援し、それにより、より低い熱量を生じさせた。第四に、操作温度は転化率の増加をもたらした（しかしながら、ＢＴＵ／ｆｔ３がより低く、Ｈ２生成量が増加した）。特に、これらの制限のそれぞれは、下記のことのためにスケールアップ又は商業プラントにより解決される。ＢＴＵ／ｆｔ３値が増加すると、より低い温度での完全な転化を達成し、連続材料投入のためのフィードを調整し、そしてもし湿分が制御されるならばスチームを必要としない。
【０２０１】
例５
ＰＥＴ及びＰＡ廃棄物フィードストック処理に関するＶＯＣの分析
両方の試験の間に、室温、湿度及び約７０のＶＯＣを測定するためにＶＯＣ  Ｍ  １００ルームインドアエアクオリティモニタ／アラームを用いて、ＶＯＣ排出量を測定した。
下記の試験結果を得た：
プラント建物内の値は９〜１２ＰＰＭであった。
オフィスルーム内の値は１１〜１５ＰＰＭであった。
燃焼した生成合成ガスの排気ガスの値は１ＰＰＭ未満であった。
【０２０２】
これらの値は、これらの材料を使用する商業プラントの許可がＶＯＣ排出物により限定されないであろうことを示唆している。有益なことに、本発明によれば、カーペット、ラグ及び他のポリマー材料の処理はガス成分を生じさせ、その組成は廃棄物源から燃料源を提供するための現代のガスエンジンの特定の要求を満たしている。特に、産出ガスはスチームのためのボイラー、そして電気のためのガスエンジンを操作するのに適している。チャーは、さらなるリサイクルに適している。結果として、本発明の投入方法は、廃棄カーペット、ラグ及び他のポリマー材料をリサイクルするのに適した方法をもたらす。
【０２０３】
例６
カーペット、ラグ及び他のポリマー廃棄物フィードストック処理のための例示の材料リサイクル及び天然ガスの混合の改良
示されるように、本発明の実施形態によれば、様々なカーペット、ラグ及び他のポリマー材料は本発明の方法により処理して、クリーン燃料源及びチャーを生成するのに特に良好に適している。本明細書に記載の様々な投入物は、回収設備からの例示の材料源の図６Ａ〜６Ｆの写真に示されており、材料源は、本発明の方法、装置及び／又はプロセスにより処理するのに適した、仕分けされたリサイクル可能物（６Ａ）、梱包されたリサイクル材料（６Ｂ）、表面繊維により仕分けされたＰＣＣ（６Ｃ）、収集トラックによるＭＲＦ及びリサイクル回収物（６Ｄ）、リサイクル可能な材料を含むベーラー（６Ｅ）、及び、例示的な寸法のカーペットベール（６Ｆ）である。
【０２０４】
ウォッベ指数（Ｗｏｂｂｅ  Ｉｎｄｅｘ）計算（ＭＪ／ｍ３）は装置に天然ガス源を導入して又は導入しないで、カーペット廃棄物の処理に関して比較した。ウォッベ指数を用いて、様々な組成の燃料ガスの燃焼エネルギー産出量を比較する。以下は生成される燃料源への投入物としての補充天然ガスの値を示す。表８はウォッベ指数が３８．５３２６ＭＪ／ｍ３である例示の方法により生成されるカーペットフィードストック単独の燃料ガス組成（例２〜３に示されるとおり）をウォッベ指数が４０．６６６２１ＭＪ／ｍ３である１００％天然ガスを添加することによる燃料ガス組成と比較している。
【０２０５】
【表１１】
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【０２０６】
表８に示すように、全ガスの５０％は本発明による熱分解法により生成され、５０％は天然ガスから生成された。
【０２０７】
例７
さまざまな廃棄物源からの追加のクリーン燃料ガスサンプルは表９に示すとおりであり、本発明の方法を用いて、より高い発熱量（ＨＨＶ）［ＢＴＵ／ｃｆｔ］を計算している。
【０２０８】
【表１２】
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【０２０９】
例８
パイン／木材廃棄物のフィードストック処理の評価
本発明による熱分解処理を使用したフィードストック及び産出物の比較を表１０に示す。
【０２１０】
【表１３】
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【０２１１】
例９
ゴミ由来燃料（ＲＤＦ）フィードストック処理の評価
ゴミ由来燃料（ＲＤＦ）は廃コンバーター技術を用いて固形廃棄物（ＭＳＷ）を細断しそして脱水することにより生成される燃料である。ＲＤＦは、概して、プラスチック及び生分解性廃棄物などの自治体廃棄物の可燃性成分からなる。本発明による熱分解法を用いたフィードストック及び産出物の比較を表１１に示す。
【０２１２】
【表１４】
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【０２１３】
例１０
ＡＳＲフィードストック処理の評価
本発明による熱分解処理を用いた自動シュレッダー残留物フィードストック及び産出物の比較を表１２及び１３（米国単位）に提供する。
【０２１４】
【表１５】
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【０２１５】
【表１６】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【国際調査報告】
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