(57)【要約】  本発明の主題は、熱分解室外に組成物を運ぶように適合された出口を備える熱分解廃棄物処理システムを対象とする。熱分解システムの動作中に出口を清浄するための機構が使用される。
2007503566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱分解室外に組成物を運ぶように適合される出口と、システムの動作中に出口を清浄するための機構とを備える熱分解廃棄物処理システム。
【請求項２】
組成物が気体である請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
組成物がチャーである請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
機構が、気体が室内において生成されている間、およびまたは気体が室外に運ばれている間、出口を清浄するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
機構が、チャーが室内において生成されている間、およびまたはチャーが室外に運ばれている間、出口を清浄するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
清浄機構が、出口を断続的に清浄するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
機構が、出口を清浄するために流体を使用するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
流体がスチームを備える請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
熱分解室を加熱するために生成される熱が、スチームを生成するために使用される請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
コジェネレーションのために廃棄熱を使用するように適合され、出口を清浄するために使用されるスチームが、そのようなコジェネレーションの副産物である請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
清浄機構が、気体が出口を通して熱分解室外に移動するのを容易にする方式で、流体を出口に注入するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
流体が熱分解室から離れる方向において出口の回りに出口を通って渦巻くように、清浄機構が、流体を出口に注入するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
流体が、Ｘを２０として、少なくともＸｐｓｉの圧力で出口に導入されるスチームである請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
Ｘが９０である請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
Ｘが１２５未満である請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
流体が、Ｙを２５０または３５０として、少なくとも華氏Ｙ度の温度において出口に導入されるスチームである請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
出口を清浄するための機構が、冷却剤、反凝集剤、発火抑制剤、および粉塵抑制剤の少なくとも１つの源に結合される請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
出口を清浄するための機構が、出口内に配置され、かつ出口の長さの少なくとも一部に沿って延びる穴開きパイプを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
組成物が出口によって輸送されている間、出口を清浄することを備える、熱分解室外に組成物を輸送するための少なくとも１つの出口を有する熱分解システムを使用して廃棄物を処理する方法。
【請求項２０】
出口を清浄することが、スチームを出口に注入することを備える請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
スチームが、熱分解室から少なくとも部分的に離れる方向において、線の長手に少なくとも部分的に沿った方向において注入される請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
スチームが、注入点において線の中心軸に少なくとも部分的に接する方向において注入される請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
スチームが、少なくとも２つの別々の点において注入される請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
出口を清浄するステップが、室外に輸送されているあらゆるチャーに、チャー以外の流体または固体を注入することをさらに備える請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
注入された流体または固体が、冷却剤、反凝集剤、発火抑制剤、反酸化剤、および粉塵抑制剤の少なくとも１つを備える請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
注入された流体または固体が、スチームである請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
出口が、細長いチャー出口線に結合され、スチームを注入することが、チャー出口線の長手長さの一部内にわたって配置され、かつ長手に沿って延びる分配線にスチームを強制することを備える請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
分配線が、分配線に強制されたスチームが開口を介して出口を出て、チャー出口線に入るように、複数の開口を備える請求項２７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、参照によって本明細書にその全体が組み込まれている２００３年８月２１日に出願された米国仮特許出願６０／４９７３９７号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明の分野は、熱分解廃棄物処理である。
【背景技術】
【０００３】
熱分解は、廃棄物を処理するための知られている方法である。熱分解廃棄物処理システムの例は、米国特許第４７５９３００号明細書、第５６５３１８３号明細書、第５８６８０８５号明細書、および第６６１９２１４号明細書において見ることができる。焼却とは異なり、熱分解は、酸素の不存在下で間接熱を使用する、廃棄物材料の破壊的分解である。酸素の存在下で直接炎で焼却することによる廃棄物の燃焼は、爆発性であることがあり、燃焼室において乱流を生じ、これにより放出気体の再結合が助長される。酸素が豊富な大気における廃棄物の破壊は、変換をはるかにより不完全にし、非常に非効率的であり、有害物質をつくり出す。
【０００４】
対照的に、熱分解プロセスは、廃棄物の固体成分を動作温度、圧力、酸素含有量、および他の条件によって決定される割合を有する固体、液体、および気体の混合物に変換するために、最も望ましくは酸素がほぼない大気において（たとえば、実際の真空において）高温を使用する。熱分解後に残留する固体残留物は、一般にチャー（ｃｈａｒ）と呼ばれる。熱分解の蒸発産物は、酸化を促進するプロセスによってしばしばさらに処理される。このプロセスは、蒸発産物から油および他の粒子物質を排除するために蒸気を「清浄」し、これにより、結果として生じる気体が大気に安全に放出されることが可能になる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非常に効率的で、維持が容易であり、安全で信頼性が高く、広範な組成の廃棄物材料で動作することができ、かつ比較的低コストで構築および装備することできる改良された熱分解廃棄物処理システムが、長らく必要とされ、またこれまで利用可能ではなかった。本発明の要旨は、そのような改良された熱分解廃棄物処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の主題は、熱分解室から出る組成物を運ぶように適合された出口と、システムの動作中に出口を清浄する機構とを備える熱分解廃棄物処理システムを対象とする。
【０００７】
本発明の主題の他の態様は、組成物が出口によって輸送されている間、出口を清浄することを備える熱分解室から出る組成物を輸送するための少なくとも１つの出口を有する熱分解システムを使用して廃棄物を処理する方法を対象とする。
【０００８】
本発明の様々な目的、特徴、態様、および利点が、本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な記述、ならびに同じ参照符号が同じ構成要素を示す添付の図面から、より明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１において、熱分解システム１００は、出口１２０によって熱酸化装置１３０に結合された熱分解変換器１１０を一般に備える。
【００１０】
廃棄物の熱分解は、処理されている廃棄物の組成に依存する組成の気体を生成する。しかし、生成される気体の多くは、冷える際に固体残留物を形成する傾向を有する。それゆえ、出口は、詰まる傾向を有する。少なくとも気体が線において冷却されるのを防止し、気体を線を通してより迅速に移動させ、残留物が形成される際にいずれの残留物も除去することによって、気体出口線の詰まりを防止する、または最小限に抑えることができる。これらの選択肢の３つをすべて実施する１つの方法は、線を通して気体を移動させるように作用し、かつ形成されるあらゆる残留物を除去するように作用する方式で、スチーム（ｓｔｅａｍ）を気体出口線に注入することによるものである。
【００１１】
出口１２０は、スチーム残留物出口１１２を介して気体を出口に入らせる。システムは、高圧スチームを出口１２０に注入するために使用されるスチーム注入ポート１１４をさらに備える。
【００１２】
ポート１２２は、スチームが熱分解サブシステムからの廃棄熱によって少なくとも部分的に生成されるスチーム源に結合されることが好ましい。そのような廃棄熱は、熱分解室を加熱するために使用された後、熱分解サブシステムの加熱室から発生することが可能であり、または、いくつかの場合、スチームが注入されている出口１２０を通過する気体から少なくとも部分的に発生することが可能である。いくつかのシステムは、出口を清浄するために使用されるスチームをコジェネレーションの副産物にして、コジェネレーションのために余剰／廃棄熱を使用するように適合されることが可能である。
【００１３】
スチームは、異なる実施形態では異なる圧力において導入されることが可能であると考えられるが、Ｑを２０、９０、または１２０として、少なくともＱｐｓｉにおいてスチームを導入することが有利であると考えられる。いくつかの場合、１２５未満であるようにＱを制限することが必要である可能性がある。同様に、スチームは、異なる実施形態では異なる温度において導入されることが可能であるが、Ｙを２５０または３５０として、Ｙ°Ｆにおいてスチームを導入することが有利であると考えられる。
【００１４】
スチーム注入ポート１１４は、システムの動作中、具体的には気体が熱分解室１１１内において生成されている間、およびまたは気体が室１１１外に運ばれている間、出口１２０を清浄するように適合された１つの機構である。いくつかの実施形態では、清浄は、連続的に実施されることが可能であるが、他の実施形態では、断続的にのみ実施されることが可能である。清浄のためにがスチームが好ましいが、他の実施形態では、他の流体を使用することが可能である。
【００１５】
好ましい実施形態では、清浄機構は、気体が出口を通して熱分解室外に移動するのを容易にする方式で、流体を出口線に注入するように適合される。いくつかの場合、これは、流体が、熱分解室から離れる方向において、出口の回りに出口を通って渦巻くように、流体を出口に注入することを含むことが可能である。
【００１６】
清浄のために使用される手段は、変更することができ、固体または流体の使用を含むことが可能である。スチームの使用は、廃棄熱がコジェネレーションにおいて使用される場合、スチームはしばしば副産物であるので、特に有利であると考えられる。清浄固体または流体のあらゆる加熱は、熱分解室を加熱する際に生成される熱など、廃棄熱の使用の結果であることが好ましい。
【００１７】
また、固体または流体が注入される方式は、出口の清浄および出口を経た気体の移動の両方においても有利であると実証することが可能であると考えられる。それゆえ、出口の長さに沿って渦巻くようにスチームを導入することが、有利であると実証することができる。コジェネレーションからのスチームが使用される場合、スチームは、少なくとも１２０ｐｓｉ、およびより有望には９０ｐｓｉと１２５ｐｓｉとの間の圧力において、ならびに少なくとも華氏２５０度、より有望には約華氏３５０度において導入されると考えられる。
【００１８】
図１に示されるシステムは、組成物が出口によって輸送されている間、出口を清浄することを備える、熱分解室から組成物を輸送するための少なくとも１つの出口線を有する熱分解室を使用して廃棄物を処理する方法を実現する。方法は、スチームを出口に注入することによって出口を清浄することをさらに備える。スチームは、熱分解室から少なくとも部分的に離れる方向において、線の長さに少なくとも部分的に沿った方向において注入され、スチームは、注入点において線の中心軸に少なくとも部分的に接する方向において注入され、スチームは、２つの別々の点において注入される。
【００１９】
チャーは、固体残留物であり、残留気体とは混合されていない液体残留物とおそらくは混合されている。気体出口と同様に、熱分解室チャー出口（室を出るチャーの移動を方向付けるために使用される）も、詰まる傾向を有する。さらに、熱分解室を出るチャーが高温であることは、チャーが凝集する傾向があり、貯蔵されているチャーが発火する、または粉塵を生成する可能性があるので、問題となることがある。それゆえ、流体または固体をチャー線に注入することは、具体的には固体および／または流体が冷却剤、反凝集剤、発火抑制剤、および／または粉塵抑制剤として作用する場合、有益であると実証されることが可能であると考えられる。
【００２０】
図２ａおよび２ｂにおいて、熱分解室２１０は、出口２２０を有する。出口２２０内には、追加の送出機構２３０がある。機構２３０は、流体源に結合された穴開きパイプであり、送り穴により、流体源からの流体が、線２２０を介して室２１０を出るチャーに追加されることが可能になる。機構／パイプ２３０は、チャー線２２０内に配置され、チャー線２２０の長手の一部に沿って延びる。機構２３０は、スチームが冷却剤、反凝集剤、発火抑制剤、および粉塵抑制剤として機能することができるように、スチーム源に結合されることが好ましい。
【００２１】
図２ａおよび２ｂのシステムは、室外に輸送されているあらゆるチャーに、チャー以外の流体または液体を注入することを備える、熱分解室外に固体を輸送するための少なくとも１つの出口を有する熱分解システムを使用して廃棄物を処理する方法を実現し、注入された流体または固体は、冷却剤、反凝集剤、発火抑制剤、および粉塵抑制剤の少なくとも１つからなり、注入された流体または固体はスチームであり、チャー出口は、細長いチャー出口線に結合され、スチームを注入することは、チャー出口線の長手長さの一部内にわたって配置され、かつ長手に沿って延びる分配線にスチームを送り込むことを備える。さらに、実現される方法は、分配線に送り込まれたスチームが、開口を介して線を出て、チャー出口線に入るように、複数の開口を有する分配線を使用することを備える。
【００２２】
以上のように、熱分解システムの特定の実施形態および応用分野が開示された。しかし、当業者には、すでに記述された修正の他に、多くのさらなる修正が、本明細書の本発明の概念から逸脱せずに可能であることが明らかなはずである。したがって、本発明の主題は、添付の請求項の精神においてを除いて、制約されるものではない。さらに、明細書および請求項の両方を解釈する際に、すべての用語は、文脈と一貫する最も広範な可能な方式で解釈されるべきである。具体的には、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、非排他的に要素、構成要素、またはステップに言及すると解釈されるべきであり、これは、言及される要素、構成要素、またはステップは、明確には言及されていない他の要素、構成要素、またはステップと共に存在する、使用される、または組み合わされることが可能であることを示す。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】熱分解廃棄物処理システムの概略図である。
【図２ａ】チャー出力アセンブリの破断図である。
【図２ｂ】図２ａのアセンブリの詳細図である。
【図１】
2007503566.tif 000003
【図２ａ】
2007503566.tif 000004
【図２ｂ】
2007503566.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成17年7月6日(2005.7.6)
【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】
熱分解室外に組成物を運ぶように適合された出口と、システムの動作中に出口を清浄するための機構とを備え、機構が、出口を清浄するためにスチームを使用するように適合される熱分解廃棄物処理システム。
【請求項２】
組成物が気体である請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
組成物がチャーである請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
機構が、気体が室内において生成されている間、およびまたは気体が室外に運ばれている間、出口を清浄するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
機構が、チャーが室内において生成されている間、およびまたはチャーが室外に運ばれている間、出口を清浄するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
清浄機構が、出口を断続的に清浄するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
熱分解室を加熱するために生成される熱が、スチームを生成するために使用される請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
コジェネレーションのために廃棄熱を使用するように適合され、出口を清浄するために使用されるスチームが、そのようなコジェネレーションの副産物である請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
清浄機構が、気体が出口を通して熱分解室外に移動するのを容易にする方式で、流体を出口に注入するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
流体が熱分解室から離れる方向において出口の回りに出口を通って渦巻くように、清浄機構が、流体を出口に注入するように適合される請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
流体が、Ｘを２０として、少なくともＸｐｓｉの圧力で出口に導入されるスチームである請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
Ｘが９０である請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
Ｘが１２５未満である請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
流体が、Ｙを２５０または３５０として、少なくとも華氏Ｙ度の温度において出口に導入されるスチームである請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
出口を清浄するための機構が、冷却剤、反凝集剤、発火抑制剤、および粉塵抑制剤の少なくとも１つの源に結合される請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
出口を清浄するための機構が、出口内に配置され、かつ出口の長さの少なくとも一部に沿って延びる穴開きパイプを備える請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
組成物が出口によって輸送されている間、スチームを用いて出口を清浄することを備える、熱分解室外に組成物を輸送するための少なくとも１つの出口を有する熱分解システムを使用して廃棄物を処理する方法。
【請求項１８】
出口を清浄することが、スチームを出口に注入することを備える請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
スチームが、熱分解室から少なくとも部分的に離れる方向において、線の長手に少なくとも部分的に沿った方向において注入される請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
スチームが、注入点において線の中心軸に少なくとも部分的に接する方向において注入される請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
スチームが、少なくとも２つの別々の点において注入される請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
出口を清浄するステップが、室外に輸送されているあらゆるチャーに、チャー以外の流体または固体を注入することをさらに備える請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
注入された流体または固体が、冷却剤、反凝集剤、発火抑制剤、反酸化剤、および粉塵抑制剤の少なくとも１つを備える請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
出口が、細長いチャー出口線に結合され、スチームを注入することが、チャー出口線の長手長さの一部内にわたって配置され、かつ該長手に沿って延びる分配線にスチームを強制することを備える請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
分配線が、分配線に強制されたスチームが開口を介して出口を出て、チャー出口線に入るように、複数の開口を備える請求項２４に記載の方法。
【国際調査報告】
2007503566.tif 000006