(57)【要約】  固形燃料用の焼却炉１００を運転する方法であって、該焼却炉１００は、煙道ガスから灰を分離するデバイス１６０を備え、該方法は、結果として収集される灰をもたらす焼却炉１００からの、灰を含む煙道ガスが元になって生まれる灰の堆積物を収集するステップを含む。収集された灰の流動性を高めるために、該方法は、ｉ）粘土及びｉｉ）炭酸カルシウムを含有する粉末状添加材料を、灰を含む煙道ガスに導入するステップを含み、灰を含む煙道ガスは、添加材料が導入される場所で、少なくとも７００℃の温度を有し、添加剤は、灰を含む煙道ガスの流れの中の灰の質量の少なくとも０．１倍の割合Ｒで導入される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼却炉（１００）を運転する方法であって、前記焼却炉（１００）は、
−  酸素含有ガスの存在下で固形燃料を焼却するチャンバ（１１０）と、
−  前記チャンバ（１１０）から出る、灰を含んだ煙道ガスを、排気用開口へ通す煙道ガス路（１２０）と、
−  灰を、前記煙道ガスから
−  灰の含有量が低減された煙道ガス、及び
−  灰
−  に分離するデバイス（１６０）と
を備え、前記方法は、
−  酸素含有ガス及び固形燃料を前記チャンバ（１１０）内に導入して、前記固形燃料を焼却し、その結果灰を含む煙道ガスの流れが生じるステップと、
−  前記デバイス（１６０）を使用して、灰を含む煙道ガスの流れから灰を取り込むステップと、
−  結果として収集される灰をもたらす前記焼却炉（１００）からの、灰を含む前記煙道ガスが元になって生まれる灰の堆積物を収集するステップと
を含み、前記方法は、ｉ）粘土及びｉｉ）炭酸カルシウムを含有する粉末状添加材料を、灰を含む煙道ガスのフローを横切る噴射口を使用して、灰を含む前記煙道ガスに導入するステップを含み、灰を含む前記煙道ガスは、前記添加材料が導入される場所で、少なくとも７００℃の温度を有し、前記添加材料が前記デバイス（１６０）の上流で導入され、前記粉末状添加材料の粉末粒子は、顆粒を含み、各顆粒は、粘土及び炭酸カルシウムの混合物を含み、前記炭酸カルシウムに対して少なくとも１０重量％は、窒素雰囲気下、毎分１０℃の温度上昇率で熱重量分析によって特徴付けられる場合に、８７５℃の温度に達したときに完全に分解している形態の炭酸カルシウムであり、
前記粉末状添加材料は、灰を含む煙道ガスの流れの中の灰の質量の少なくとも０．１倍の割合Ｒで導入される、方法。
【請求項２】
前記炭酸カルシウムに対して少なくとも４０重量％、より好ましくは少なくとも７０重量％は、窒素雰囲気下、毎分１０℃の温度上昇率で熱重量分析によって特徴付けられる場合に、８７５℃の温度に達したときに完全に分解している形態の炭酸カルシウムである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記添加材料は、複数の噴射口を使用して導入され、噴射口の数は、噴射口当りの煙道ガスの量が毎時少なくとも１０．０００ｋｇの煙道ガスとなるよう選択される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記固形燃料は、非化石生体由来の材料を含む燃料である、請求項１から３までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記添加材料は、灰を含む前記煙道ガスに導入され、灰を含む前記煙道ガスは、８７５℃から１０５０℃の範囲、好ましくは、９００℃から１０００℃の範囲の温度である、請求項１から４までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
導入される添加材料の量は、灰を含む前記煙道ガス中の前記灰の含有量に応じて制御される、請求項１から５までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記粉末状添加材料は、灰を含む煙道ガスの流れの中の灰の質量の０．２から５倍の割合Ｒで、好ましくはＲが０．３から２の間、最も好ましくは０．４から１．２の間の割合で導入される、請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記焼却炉（１００）はプラントの一部であり、前記プラントはカオリンを含む紙廃棄物を熱変換するユニットをさらに備え、前記カオリンは、酸素ガスの存在下で、フリーボードを有する流動床で熱処理され、
前記流動床は、７２０から８５０℃の間の温度で運転され、前記フリーボードの温度は８５０℃以下であり、その結果、前記粉末状添加材料が生じ、それが前記焼却炉（１００）の灰を含む前記煙道ガスに導入される、請求項１から７までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記粘土に対する変換可能な炭酸カルシウムの重量／重量比は、１から１０、好ましくは１から５、より好ましくは１から３の範囲である、請求項１から８までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記粉末状材料は、０．９％未満の重量／重量％、好ましくは０．５％未満の重量／重量の含水量である、請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼却炉を運転する方法に関し、該焼却炉は、
−  酸素含有ガスの存在下で固形燃料を焼却するチャンバと、
−  チャンバから出る、灰を含んだ煙道ガスを、排気用開口へ通す煙道ガス路と、
−  灰を、該煙道ガスから
−  灰の含有量が低減された煙道ガス、及び
−  灰
−  に分離するデバイスと
を備え、該方法は、
−  酸素含有ガス及び固形燃料をチャンバ内に導入して、該固形燃料を焼却し、その結果灰を含む煙道ガスの流れが生じるステップと、
−  デバイスを使用して、灰を含む煙道ガスの流れから灰を取り込むステップと、
−  結果として収集される灰をもたらす焼却炉からの、灰を含む煙道ガスが元になって生まれる灰の堆積物を収集するステップと
を含む。
【背景技術】
【０００２】
固形燃料を焼却すると灰を生じることが、一般的に知られている。この灰の一部はチャンバ内に残っていることがあり、そこから収集される。しかし、小さな灰の粒子（飛灰）は煙道ガスに混入することがあり、大気中に排出されるであろう。これは望ましくないと考えられるので、サイクロン、静電フィルタ、織布フィルタ、又は重力セトラ（ｇｒａｖｉｔｙ  ｓｅｔｔｌｅｒ）（断面積が大きく、したがって流速がより小さく、そこで粒子が沈降する可能性がある、排気路の断面）などのデバイスを使用することが知られている。かかるデバイスは、掃除する必要がある。
【０００３】
デバイスから収集される灰、及び焼却炉から収集される、焼却炉の、燃焼室の後、デバイスの前の内面に付着した灰も、ブリッジを形成する傾向があり、その流れる傾向を減少させることが問題である。たとえば、焼却炉が収集された灰を除去するための弁又はオーガを備えている場合、灰は弁を通過しないか、オーガに入らないか、又はそうするのが困難な可能性があり、したがって搬送が容易でない。また、後で、収集された灰は、たとえばトラックで搬送する必要があり、流れる能力が制限されるため、トラックへの積込みに、より時間がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１３０９３０９７号
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１５／０１９２２９５号
【特許文献３】国際公開第９６０６０５７号
【特許文献４】国際公開第０００９２５６号
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ａ．Ｗ．Ｃｏａｔｓ及びＪ．Ｐ．Ｒｅｄｆｅｒｎ、Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  ａｎａｌｙｓｉｓ；Ａ  ｒｅｖｉｅｗ、Ａｎａｌｙｓｔ誌、１９６３、８８、９０６〜９２４頁、ＤＯＩ：１０．１０３９／ＡＮ９６３８８００９０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、煙道ガスの流れから収集される灰の流動性を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するために、プリアンブルによる方法は、該方法が、ｉ）粘土及びｉｉ）炭酸カルシウムを含有する粉末状添加材料を、灰を含む煙道ガスのフローを横切る噴射口を使用して、灰を含む煙道ガスに導入するステップを含むことを特徴とし、灰を含む煙道ガスは、添加材料が導入される場所で、少なくとも７００℃の温度を有し、添加材料がデバイスの上流で導入され、該粉末状添加材料の粉末粒子は、顆粒を含み、各顆粒は、粘土及び炭酸カルシウムの混合物を含み、炭酸カルシウムに対して少なくとも１０重量％は、窒素雰囲気下、毎分１０℃の温度上昇率で熱重量分析によって特徴付けられる場合に、８７５℃の温度に達したときに完全に分解している形態の炭酸カルシウムであり、
粉末状添加材料は、灰を含む煙道ガスの流れの中の灰の質量の少なくとも０．１倍の割合Ｒで導入される。
【０００８】
灰及び添加剤を含む、収集される材料は、より流動しやすいことが判明した。また、排気口を通して大気中に放出される粒子（灰及び添加剤）の総量が減少することも判明した。
【０００９】
すべての炭酸カルシウムが同等なわけではないことが判明した。熱重量分析（ＴＧＡ：Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）を使用して、デバイスから収集された、結果として生じる粒子状灰材料中のブリッジ形成を低減するのに好適な、炭酸カルシウム含有添加材料を選択できる。
【００１０】
熱重量分析（ＴＧＡ）は、指定された雰囲気で指定された速度でサンプルを加熱したときの、質量減少を測定する。添加材料の測定された質量の減少は、この場合、ＣａＣＯ３の解離及びそのＣＯ２の同時リリースに起因する可能性がある。特許請求の範囲に記載された発明については、Ａ．Ｗ．Ｃｏａｔｓ及びＪ．Ｐ．Ｒｅｄｆｅｒｎによって、Ｔｈｅｒｍｏｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  ａｎａｌｙｓｉｓ；Ａ  ｒｅｖｉｅｗ、Ａｎａｌｙｓｔ誌、１９６３、８８、９０６〜９２４頁、ＤＯＩ：１０．１０３９／ＡＮ９６３８８００９０６に記載された方法が、標準的な方法である。
【００１１】
背景
ＣａＣＯ３とＣａＯとのモル重量が異なるので、ＣＯ２のリリース下での分解によるこの質量の違いを測定できる。実際に、測定された重量低下は、実際にはガス状ＣＯ２のリリースによるものであることが検証され得る。そのため、ＴＧＡ測定デバイスの出口から出るガスは、質量分析法などの任意の好適な方法の手段によって特徴付けられる。
【００１２】
Ｃｏａｔｓ等の方法を簡単に説明すると、ＴＧＡ測定は、窒素雰囲気下で、周囲温度から通常１１００℃まで毎分１０℃の加熱速度で実行する。サンプルの重量は、炭酸カルシウムの割合で表され、１００％は、変換されていない炭酸カルシウムを表す。ＣａＣＯ３の（概数の）モル重量は１００ｇ／ｍｏｌであり、炭酸塩の加熱時にリリースされるＣＯ２のモル重量は４４ｇ／ｍｏｌであるため、分解後の残りの質量分率は５６％である。
【００１３】
当技術分野では、ＳＯ２を取り込むための添加材料として、ドロマイト又は石灰石を使用することが知られている。ドロマイト又は石灰石は、特に非化石生体材料（植物材料）含む固形燃料、及び灰を含む煙道ガスの温度が通常は比較的低い家庭ごみの場合、より高温で、且つ／又は長い滞留時間でしか完全に分解せず、満足のいく実用性にないことが判明した。
【００１４】
本出願において、固形燃料という用語は、燃料が３０℃の温度で固形体であることを意味する。該燃料が導入されるチャンバは、たとえば、流動床又は火格子焼却炉のチャンバである。燃料粒子のサイズは、比較的小さい（たとえば、数ミリメートル程度若しくはさらに小さい）場合があり、又は比較的大きい（たとえば、数センチメートル程度若しくはさらに大きい）場合がある。固形燃料は、たとえばバイオマス、産業処理若しくは家庭からのごみ、又はその混合物である。
【００１５】
粉末状材料という用語は、１００μｍ未満の粒子サイズである材料を示す。こうした粒子は、粒状の性質を有する。すなわち、粒子は通常、さらに小さな粒子を多数含んでいる。
【００１６】
添加材料は、概して、灰を含む煙道ガスが、少なくとも８００℃且つ１１５０℃未満の温度である場合に、灰を含む煙道ガスに導入されることになる。焼却処理が火炎を伴う場合、添加材料が火炎の下流に噴射されることが好ましい。圧気注入法は、通常、搬送媒体として空気を使用し、煙道ガスの流れる方向に対して横方向に向けられた噴射口を使用し、通常１０ｍ／秒を超える、より好ましくは１５ｍ／秒を超える、空気圧搬送媒体の速度を加えて実行される。噴射は、灰を含む煙道ガスのフローの中に突出している少なくとも１つの噴射ランスを使用して実行されることが好ましい。
【００１７】
灰を含む煙道ガス中の添加材料の、デバイスに到達する前の滞留時間は、典型的には少なくとも１秒、好ましくは少なくとも３秒、より好ましくは少なくとも５秒である。それによって、灰粒子との相互の影響が増大し、灰粒子の取込みが改善される。
【００１８】
本出願において、灰を含む煙道ガスは、非ガス状物質を含む煙道ガスである。煙道ガス中のかかる非ガス状物質は、通常は、冷却後に固形の灰に変わる燃料が元になって生まれる、固形の、且つ／又は少なくとも部分的に溶融した粒子を含む。したがって、本出願では、灰を含む煙道ガスという用語の中の灰という用語は、それが溶融した形態であるか、それとも固形の形態であるかに関わらず、非ガス状物質に関係する。通常、非ガス状物質の濃度は、煙道ガスの重量に対して０．０２重量％を超える。
【００１９】
本発明による方法は、固形廃棄物の焼却に非常に好適である。したがって、固形燃料は、典型的には、５０％超、好ましくは７５％超、さらにより好ましくは９０％超のかかる物質（家庭の廃棄物及び産業廃棄物の混合物を含む）からなるであろう。
【００２０】
酸素含有ガスは、通常、空気である。
【００２１】
通常、添加材料の含水量は、添加材料の２重量／重量％未満であろう。
【００２２】
国際公開第２０１３０９３０９７号及び米国特許出願公開第２０１５／０１９２２９５号は、焼却プラントにおける高温での吸収、スラグ化、及び／又は凝集などの特性を改善する、粘土ベースの添加剤の使用について開示している。一旦収集された、結果として生じた灰は、本発明による方法を使用して得られた、収集された灰よりも流動性が低い。どんな特定の理論に拘束されることも望まないとすれば、本発明における収集された灰のより良好な流動性は、本発明による添加材料中の特定の炭酸カルシウムの効果的な分解によって生じると考えられ、それに関してこうした刊行物では触れられていない。
【００２３】
好ましい実施例によれば、炭酸カルシウムに対して少なくとも４０重量％、より好ましくは少なくとも７０重量％は、窒素雰囲気下、毎分１０℃の温度上昇率で熱重量分析によって特徴付けられる場合に、８７５℃の温度に達したときに完全に分解している形態の炭酸カルシウムである。
【００２４】
したがって、必要な添加材料がより少なくて済み、所望されるか又は必要な場合、煙道ガスを大気中にリリースする前に取り込む必要がある固形物が少量で済む。
【００２５】
好ましい実施例によれば、添加材料は、複数の噴射口を使用して導入され、噴射口の数は、噴射口当りの煙道ガスの量が毎時少なくとも１０．０００ｋｇの煙道ガスとなるよう選択される。
【００２６】
これは十分に機能し、噴射口の数が限られているので、結果として、焼却炉内に供給される燃焼空気量の１％未満の、限られた量の空気圧搬送される空気が加えられ、それによって、焼却処理において適用される微妙なバランス（燃焼、熱効率を最適化し、同時にＮＯｘの生成を最小限に抑えること）への影響が回避されることが判明した。
【００２７】
好ましい実施例によれば、固形燃料は、非化石生体由来の材料を含む燃料である。
【００２８】
非化石生体由来の材料は、たとえば、バイオ燃料（たとえば、薄、木材チップ）である。
【００２９】
好ましい実施例によれば、添加材料は、灰を含む煙道ガスに導入され、ここで灰を含む煙道ガスは、８７５℃から１０５０℃の範囲、好ましくは、９００℃から１０００℃の範囲の温度である。
【００３０】
これは、十分に機能することが判明した。粉末状の添加剤は、より小さな顆粒に分解し、後で煙道ガスからの非ガス状物質と一緒に集まってより大きな粒子になり、該非ガス状物質を効果的に捕捉して、その結果、流動能力が改善された灰が生じる。
【００３１】
好ましい実施例によれば、導入される添加材料の量は、灰を含む煙道ガス中の灰の含有量に応じて制御される。
【００３２】
灰の生成は、煙道ガスから収集された灰の量を計量し、個々の収集間隔で経過した時間を記録することによって測定できる。通常、焼却炉から収集された灰は、焼却プラントへ入るとき（空）及び出るとき（灰が積まれている）に計量される車両（トラックなど）によって、さらに処分するために搬送される。車両の計量は、当業者によく知られているように、スケールを用いて実行される。煙道ガスから収集されていない灰の量は、煙道ガスの量（ｍ３／時）と煙道ガス中の未収集の灰の濃度（ｍｇ／ｍ３）を掛け合わせることによって評価される。煙道ガスの量を評価するための測定方法は、たとえば手順ＮＥＮ−ＥＮ−ＩＳＯ１６９１１−１に記載されているように、当業者にはよく知られている。煙道ガス中の取り込まれていない灰の量を評価するための測定方法（粉塵測定）もまた、たとえば手順ＮＥＮ−ＥＮ−１３２８４−１：２００１に記載されているように、当業者にはよく知られている。
【００３３】
用語「に応じて（ｉｎ  ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ）」は、その量が、灰を含む煙道ガス中の灰の含有量と正の相関があることを示す。
【００３４】
好ましい実施例によれば、粉末状添加材料は、灰を含む煙道ガスの流れの中の灰の質量の０．２から５倍の割合Ｒで、好ましくはＲが０．３から２の間、最も好ましくは０．４から１．２の間の割合で導入される。
【００３５】
これにより、結果として、さらに流動性が向上した灰が収集される。
【００３６】
好ましい実施例によれば、焼却炉はプラントの一部であり、該プラントは、カオリンを含む紙廃棄物を熱変換するユニットをさらに備え、カオリンは、酸素ガスの存在下で、フリーボードを有する流動床で熱処理され、
流動床は、７２０から８５０℃の間の温度で運転され、フリーボードの温度は８５０℃以下であり、その結果、粉末状添加材料が生じ、それが焼却炉の灰を含む煙道ガスに導入される。
【００３７】
この粉末状添加材料を調製する方法は、国際公開第９６０６０５７号で詳細が開示され、該国際公開は、参照により組み込まれる。
【００３８】
好ましい実施例によれば、粘土に対する変換可能な炭酸カルシウムの重量／重量比は、１から１０、好ましくは１から５、より好ましくは１から３の範囲である。
【００３９】
それによって、灰を取り込む割合を改善しながらも、添加材料の量を比較的少なく保つことができる。
【００４０】
好ましい実施例によれば、粉末状材料は、０．９％未満の重量／重量％、好ましくは０．５％未満の重量／重量の含水量である。
【００４１】
これは、粉末状材料を、灰を含む煙道ガスに迅速に分散させるのに役立つ。
【００４２】
次に、本発明を、以下の例示的な段落を参照し、且つ図面を参照して説明することにする。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】焼却炉の概略図である。
【図２】様々な炭酸カルシウム含有材料の熱重量分析（ＴＧＡ）グラフである。
【図３】本発明に従って得られた灰（右）の、流動性及び制御の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、燃焼室１１０、煙道ガス路１２０、熱交換器１３０、及び排気管１４０を具備する焼却炉１００、並びに煙道ガスから灰を分離するデバイス１６０、ここでは静電フィルタを備えるプラントを示す。
【００４５】
家庭からの廃棄物及び産業廃棄物の混合物は、燃料貯蔵庫からホッパを通して、火格子１７０上へ供給される。空気は、空気供給導管１８０を通して燃焼室１１０内に導入される。
【００４６】
添加材料は、噴射口１５０を通して煙道ガス路１２０に導入される。
【００４７】
熱交換器１３０の下流では、添加材料が、デバイス１６０を使用して、熱交換器１３０からの灰を含む冷却された煙道ガスから分離され、その後、きれいになった煙道ガスが排気管１４０を通って大気に放出される。
【００４８】
熱交換器１３０に付着した灰は、定期的に除去され、ホッパ１９０を通して焼却炉から排出される。デバイス１６０で取り込まれた灰は、ホッパ２００を通して排出される。
【００４９】
試験に関する段落
１．添加材料についての特性評価
以下の材料を焼却試験に使用し、以下に論じるように特性評価した。
【００５０】
粉末サイズ
レーザ回折を使用して、０．１〜６００μｍの範囲の粒子サイズを測定した。固体ダイオード・レーザは、典型的には、測定セルを通して自動アライメント・システムによって集束される。光は、サンプル粒子によって散乱され、高角度及び後方散乱検出器を備える多素子検出器システムに送られ、全角度の光の輝度分布が得られる。典型的なテストにおいて、１０ｍｇのサンプルを液体分散媒体に加えた。サンプルに推奨される分散媒体は、イソプロピルアルコールである。以下に記載するサンプルＡからＦの粒子の９５重量％は、１００μｍ未満のサイズであった。
【００５１】
本発明での使用に好適な添加材料
−Ａ−  国際公開第０００９２５６号に従って調製した、脱墨紙の汚泥から生成した炭酸カルシウム含有材料。
【００５２】
材料の組成は、蛍光Ｘ線を用いて決定した。材料には、３０質量％の炭酸カルシウム、２５質量％の酸化カルシウム、及び３６％のメタカオリンの形態のシリカ−アルミナ粘土が含まれていた。
【００５３】
参考となる材料
−Ｂ−  実験室グレードの炭酸カルシウム（実験室グレードの炭酸カルシウム、Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、米国Ｍａｓｓａｃｈｕｓｅｔｔｓ州Ｗａｌｔｈａｍ）
−Ｃ−  粉砕石灰石（水銀吸着剤、米国、Ｍｉｓｓｏｕｒｉ州、Ｓｔ．  ＧｅｎｅｖｉｅｖｅのＣｈｅｍｉｃａｌ  Ｌｉｍｅ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手したサンプル）
−Ｄ−  粉砕石灰岩（米国Ｆｌｏｒｉｄａ州Ｐｅｎｓａｃｏｌａ、Ｇｕｌｆ  Ｕｔｉｌｉｔｙ１９にあるＭｅｒｃｕｒｙ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｃｅｎｔｅｒから入手したサンプル）
−Ｅ−  粉砕ドロマイト石（米国国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ：Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）から入手したサンプルで、標準材料（ＳＲＭ：ｓｔａｎｄａｒｄ  ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｍａｔｅｒｉａｌ）８８ｂと呼ばれている）
−Ｆ−  粉砕石灰石（米国国立標準技術研究所（ＮＩＳＴ）から入手したサンプルで、標準材料（ＳＲＭ）１ｄと呼ばれている。ＳＲＭ１ｄは、粘土質石灰石からなる）
【００５４】
材料の分解
ＴＧＡ測定は、Ｓｅｔａｒａｍ  Ｌａｂｓｙｓ  ＥＶＯ  ＴＧＡ装置（Ｓｅｔａｒａｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ、仏国、Ｃａｌｕｉｒｅ）を使用して、窒素雰囲気下で、毎分１０℃の加熱速度で実行した。
【００５５】
図２に見られるように、曲線Ａ〜Ｆは、上記で列挙した炭酸カルシウム含有材料に対応し、炭酸カルシウムの分解は、様々温度で生じる。曲線Ｅの場合、炭酸カルシウムの分解に関係するのは、約９５０℃での２番目の急な下り勾配であり、炭酸マグネシウムの分解に関係するのは、約８００℃での最初の急な勾配である。
【００５６】
ＥＤＸ測定
国際公開第０００９２５６号に従って作られた添加材料（Ａ）の個々の粒子には、電子顕微鏡（ＥＭ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）と組み合わせて使用するエネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ：Ｅｎｅｒｇｙ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ  Ｘ−ｒａｙ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）によって観察できるように、粘土及びカルシウム化合物の両方が含まれる。両方の方法が、当業者には知られていると考えられる。ＥＭで見える、典型的には数マイクロメートルの寸法である最小の粒子でさえ、ＥＤＸ測定を行うと、各粒子にカルシウム種（ｓｐｅｃｉｅｓ）及びシリカ／アルミナ種の両方が存在することがわかる。カルシウムは、添加材料の中に存在するカルシウム及び炭酸カルシウムを表し、シリカ／アルミナ種は、添加材料の中に存在する粘土の分画を表す。
【００５７】
２．焼却試験
試験は、図１に概略的に示されている焼却炉１００を使用して実行した。
【００５８】
焼却炉で、家庭からの廃棄物及び産業廃棄物からなる燃料を処理した。焼却により、燃焼室１７０を出る煙道ガス中に所定の量の灰が生じ、これは、以下で説明する個々の試験２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃでさらに詳述する。加える添加材料は、国際公開第９６０６０５７号に記載された方法を使用して、８５％から１５％の重量比で、紙の残留物及びコンポスト化された下水汚泥の混合物から生成した。添加剤を、焼却火格子の最も低い箇所から測定して１５メートルを超える高さにおいて、焼却室を出る焼却炉の煙道ガスに噴射した。以下の項２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃで説明する各試験中に、試験期間の９０％を超えてこの高さに到達した炎は、観察されなかった。内部の最初の熱交換器、すなわちボイラ・チューブは、煙道ガスのフローの中に突出しており、添加剤噴射場所から１０メートルを超える下流に位置する。添加剤噴射場所における煙道ガスの温度は、個々の試験２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃでさらに詳述するように、固形燃料及び焼却炉内でのエネルギー生成によって変動し、８００から１０５０℃の間であった。典型的には、所定の量の、灰、及び圧気注入法によって、典型例では内径３２ｍｍの鋼製噴射口（図１の右向き矢印）を通して煙道ガスに噴射される添加剤については、以下に説明する個々の実験２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃでさらに詳述している。噴射空気の平均速度についてもまた、以下に説明する個々の試験２Ａ、２Ｂ、及び２Ｃでさらに詳述している。
【００５９】
２Ａ．灰の流動性改善（１）
灰は、複数台の同一の焼却用の炉及びボイラを運転する、廃物焼却プラントから収集した。参考ケースとして役立てるため、炉の１つには添加材料を加えなかった。参考ケースで煙道ガスから収集した灰の量は、約４００ｋｇ／時であった。他の炉は、７０ｋｇ／時の速度で添加剤を加え、添加剤は、約９５０℃の温度の煙道ガスに、４つの噴射口（図１に参照番号１５０で示されている場所）を用いて約１５ｍ／秒の噴射空気の速度で噴射した。煙道ガスから収集された固形物の総量は、４７０ｋｇ／時であった。
【００６０】
別の運転条件及び焼却炉で処理される材料は、運転のばらつきの範囲内で同一であった。
【００６１】
カップは、２０グラムの灰を追加することによって（参考ケース、図３の左半分）、また添加剤を使用した方法で得られた２０グラムの灰を追加することによって（図３の右半分）約半分まで満たされ、それぞれ、参照番号３００及び参照番号３３０を付けている。次いで、カップを傾けて、灰又は灰＋添加剤の混合物がカップから落ちるポイントに到達する瞬間を観察した。これは、それぞれ参照番号３１０及び３４０で示している。本発明による方法を使用して取得した材料は、参考となる材料よりも容易に、すなわち、より小さいカップの傾斜で流れた。カップから落ちるまでに必要な回転量は、参考のものでは約９５度、灰プラス添加剤では約８０度であった。次いで、カップをさらに傾けて、図３でそれぞれ参照番号３２０（参考の灰）及び３４０（灰プラス添加剤）で示すように、灰（参考のケース）又は灰プラス添加剤の全量がカップから落ちたときを観察した。やはり、添加剤と混合した場合に、材料がより容易に、すなわち、より小さいカップの傾斜で流れた。カップを完全に空にするために必要な回転量は、参考のものでは約１５０度であったのに対し、本発明に従って取得された灰材料では約１１０度であった。
【００６２】
２Ｂ．灰の流動性改善（２）
灰は、重量による沈降（ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  ｓｅｄｉｍｅｎｔａｔｉｏｎ）（図１の参照番号１９０）及び電気濾過（図１の参照番号２００）を用いて、廃物焼却プラントの煙道ガスから収集した。両方の灰の流れは、サイロコンテナ（トラック）に積み込む前に一緒に混合した。他に大きな違いがない状態で、２つの状況を作り出した。第１の状況は、添加剤を加えない、通常の運転手順を反映している。第２の状況は、添加剤を加えた効果を反映している。通常の、添加剤を使用せずに収集した灰の量は１２０ｋｇ／時であった。第２の状況で、加えた添加剤の量は、８０ｋｇ／時であった。添加剤は、５つの噴射口を用いて、高温の煙道ガスに、約９００℃の煙道ガス温度で噴射した。各噴射口で供給された噴射空気の速度は、約１８ｍ／秒であった。どちらの状況でも、収集した灰をサイロに保管し、さらに灰を処分するために、サイロから、トラックを充填した。
【００６３】
第１の状況（添加剤が加えられていない）では、完全にトラックに積載するために、トラックの３つの充填開口部すべてを使用する必要があることが観察された。これは、各充填開口部をサイロ出口のシュートの下に配置するために、トラックがサイロの下に移動する必要があったことを意味していた。総積込み時間は、２５分を超えた。
【００６４】
さらに、第２の状況（添加剤が加えられた状態）では、完全にトラックに積載するために、トラックの中央の充填開口部しか使用する必要がなかったことが観察された。トラックを、中央の充填開口部について位置を定めた後、トラックをサイロの下に移動する必要はなくなった。灰−添加剤の混合物は、混合物がトラックに自由に流れ込むことを可能にする、正の流動特性を示した。総積込み時間は、１５分未満に短縮された。
【表１】
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【００６５】
２Ｃ．灰の収集効率改善
廃物焼却プラントの、８００〜１０００℃の温度である煙道ガスに、図１において番号１５０で示す場所にある４つの噴射口を用いて、添加剤を、７０〜１００ｋｇ／時、約１５ｍ／秒の噴射空気速度で投入した結果として、以下の表に示すように、煙道ガスのフローから除去されることなく静電集塵機を通過する固形物が大幅に減少した。以下の表では、次の定義が適用されている。
【表２】
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【００６６】
＊灰
静電集塵機での濾過作用によって、１時間ごとに収集された灰粒子の量。測定は、経時的に生成及び収集された灰の量を計量することで、焼却炉からトラックで運び出されてさらに処分される灰の量を測定することにより実行される。
【００６７】
＊添加剤
図１において参照番号１５０で示す場所にある４つの噴射口を用いて、８００〜１０００℃の温度である煙道ガスに噴射する、添加剤の１時間ごとの量。測定は、経時的に計量ビンから排出することで、添加剤の投入量を計量することにより実行される。
【００６８】
＊合計
前の２つの文で定義された灰及び添加剤の総量。測定は、経時的に生成及び収集された灰プラス添加剤の量を計量することで、焼却炉からトラックで運び出されてさらに処分される灰の量を測定することにより実行される。
【００６９】
＊増加
静電集塵機での濾過作用によって煙道ガスから除去される前の煙道ガスに添加された又は存在する、固形物（灰及び添加剤）の量の、数学的増加。
【００７０】
＊ＥＳＰの効率
静電集塵機での濾過作用の効率を測定したものであり、ＥＳＰの上流の（生の）煙道ガス中に存在する固形物の量と、ＥＳＰの下流の（きれいになった）煙道ガス中に存在する固形物の量との差、並びにＥＳＰの上流の（生の）煙道ガス中に存在する固形物の量の、数学的除算により定義される。
【００７１】
＊ＥＳＰからの排出量
図１において参照番号１４０で示すように、煙道ガスと共に静電集塵機の濾過を離れて排気口を通る、未収集の灰又は灰＋添加材料の量。測定結果から推測できるように、本発明による添加剤を加えると、大気に放出される材料の量は大幅に（７３％）減少する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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