(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマ溶解を用いた毒性生成物の無害化プロセスであって、以下の工程：
a) 耐熱材料で少なくとも部分的に覆われた壁部で内部容積が規定された、円筒状または卵形の溶解容器(1)内に位置した溶解プール(6)内に、毒性生成物を含み、処理されるガラス化可能な粉砕充填物(5)を重力で落下させて継続して投入して、
b) 前記溶解プール(6)内に２つのプラズマジェット(15，16)を直接照射して、前記２つのプラズマジェットは前記溶解プールに配向する傾斜経路へ照射され、傾斜され、その結果、前記溶解プールを含む水平面上に前記２つのプラズマジェットをそれぞれ照射した場合、各プラズマジェットは、投入した前記粉砕充填物を前記溶解プール内に移動させるために、液相の回転により前記溶解プールの撹拌を引き起こす前記溶解プールの衝撃が非対称になるようにそれぞれ半径方向成分と接線成分を有し、各プラズマジェット(15，16)は溶解容器(1)上に設置された非移行式プラズマアーク源装置(8，9)から生成され、
c) 上流部が溶解容器(1)と連通している精錬・注入容器(26)内に位置する精錬プール(27)の中へ少なくとも溶解プールの一部を送り、該精錬・注入容器(26)は耐熱材料で少なくとも部分的に内側が覆われた壁部で規定された内部容積を有し、
d) 未溶解物を溶解プール(6)へ押し戻すように、精錬・注入容器(26)下流部に設置された非移行式プラズマアーク源装置(30)から生成されたプラズマジェット(31)を、溶解容器(1)と連絡している精錬・注入容器(26)上流部の精錬プール(27)へ直接照射する、
という工程を含むことを特徴とするプラズマ溶解を用いた毒性生成物の無害化プロセス。
【請求項２】
前記溶解容器(1)に設置された各プラズマアーク源装置(8，9)より生成した前記プラズマジェットが、処理される前記粉砕充填物が落下する溶解プール(6)の方向へ向いていることを特徴する請求項１記載のプロセス。
【請求項３】
前記溶解プール(6)と各プラズマジェットの衝撃ゾーンが、前記壁部に高温部が発生しないように、前記溶解容器(1)の壁部から離間していることを特徴とする請求項１又は２記載のプロセス。
【請求項４】
前記処理される粉砕充填物(5)が、前記工程ａ）の前に、混合物の溶解温度が最低温度となるような構成の混合廃棄物を粉砕することで形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項５】
前記精錬・注入容器(26)の下流部に設置されたプラズマアーク源装置(30)から生成するプラズマジェット(31)を、精錬・注入容器(26)と溶解容器(1)との連絡口にある中心軸(33)に沿って照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項６】
前記溶解容器(1)の壁部(4)の少なくとも一部に、室温で前記壁部(4)に対して接線方向に酸化ガス流体を注入することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項７】
前記処理される粉砕充填物(5)を投入する溶解容器(1)の方へ酸化ガス流体を向けることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のプロセス。
【請求項８】
前記溶解プール(6)の温度を測定し、溶解プールの温度を維持しつつ、溶解容器(1)に設置されたプラズマアーク源装置により生成されるプラズマ出力を最小限にすることを特徴とする請求項６又は７記載のプロセス。
【請求項９】
プラズマ溶解を用いた毒性生成物の無害化プロセスに使用する装置であって、該装置は、
耐熱材料で少なくとも部分的に覆われた壁部(4)によって内部容積が規定された、円筒状または卵形の溶解容器(1)を備え、前記容器は、毒性生成物を含み、処理されるガラス化可能な粉砕充填物(5)のための投入ポート(3)を含み、さらに該装置は、
−上記容器(1)側面の開口部と各々に連通し、プラズマジェット(15，16)を生成する非移行式プラズマアーク源装置(8，9)を２基備え、
−前記溶解容器(1)上に前記２基のプラズマアーク源装置(8，9)を備え、前記２基のプラズマアーク源装置により発生したプラズマジェット(15，16)が、溶解プール(6)を収容する前記容器(1)の下部へ傾き、その結果、前記溶解プールを含む水平面上に前記プラズマジェットをそれぞれ照射した場合に、各プラズマジェットは、投入した前記粉砕充填物を前記溶解プール内に移動させるために、液相の回転により前記溶解プールの撹拌を引き起こす前記溶解プールの衝撃が非対称になるようにそれぞれ半径方向成分と接線成分を有し、
−前記溶解容器(1)は、精錬・注入容器(26)上流部で流体連結し、前記精錬・注入容器(26)は耐熱材料で少なくとも部分的に内側が覆われた壁部で内部容積が規定されており、精錬プール(27)を収容するようにされ、
−前記精錬・注入容器(26)は、その下流部に非移行式プラズマアーク源装置(30)と連通する開口部を備え、前記プラズマアーク源装置(30)は、プラズマジェットが溶解プール(6)へ未溶解物を押し返し、取り除かれる材料の均質性および非毒性を確実にするために、前記精錬・注入容器(26)の上流部で前記精錬プール(27)に直接照射するよう、精錬・注入筐体(26)の下部へ傾くプラズマジェット(31)が照射するよう備えられている、
ことを特徴とするプラズマ溶解を用いた毒性生成物の無害化プロセスに使用する装置。
【請求項１０】
前記溶解容器(1)の側面開口部上に各非移行式プラズマアーク源装置(8，9)を２基備え、該プラズマアーク源装置は、溶解プール(6)を撹拌するために非対称的に溶解プール(6)へプラズマジェットが照射されるよう定められていることを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
前記溶解容器(1)は酸化ガス流体の注入口(24)を備え、該注入口(24)は前記酸化ガス流体の注入回路へ結びついていることを特徴とする請求項９または１０記載の装置。
【請求項１２】
前記注入口(24)は、酸化ガス流体が前記溶解容器(1)側面の壁部(4)に対する接線方向に注入されるよう方向付けられており、前記溶解容器(1)には処理される粉砕充填物(5)の投入ポート(3)が備えられていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記注入口(24)が、前記溶解容器(1)のプラズマアーク源装置(8，9)のうちの１基と前記処理される粉砕充填物(5)の投入ポート(3)の間に位置した垂直軸(25)に沿って、規則的または不規則的に分かれていることを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１４】
前記プラズマアーク源装置(8，9)より発生するプラズマジェット(15，16)が処理される粉砕充填物の落下する溶解プール(6)のゾーンへ向けられて照射されるように、非移行式プラズマアーク源装置(8，9)が、前記溶解容器(1)に設置されていることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか１項記載の装置。
【請求項１５】
オペレーターがプラズマアーク源装置 (8，9)により生成されるプラズマ出力を即時に操作できるよう、前記溶解プール(6)を観測する測定装置を備えていることを特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項記載の装置。
【請求項１６】
前記精錬・注入容器(26)が処理される粉砕充填物(5)の投入ポート(3)と対向した位置にあることを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項記載の装置。
【請求項１７】
前記投入ポート(3)へ結びつき、処理される粉砕充填物(5)を継続的に投入する手段(2)を備える特徴とする請求項９〜１６のいずれか１項記載の装置。
【請求項１８】
該プラズマアーク源装置のそれぞれから放出されるプラズマジェットが水平面に対して１５度から３０度の角度で傾斜するように、前記プラズマアーク源装置(8，9，30)が開口部上に備えてあることを特徴とする請求項９〜１７のいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は毒性物質、特にアスベスト含有廃棄物のプラズマ溶解を用いた無害化装置とそのプロセスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アスベスト廃棄物、特に建築物の解体時に発生するアスベスト廃棄物は、本来混成であることが知られている。これらの廃棄物は無機物、可変水分、金属、プラスチック、またはその他の可燃性物質を含む可能性もある。
これまで、アスベスト物質およびアスベスト含有物質の無害化に対する試みが、幾度となく行われた。
【０００３】
そのうち、除去前に、アスベスト繊維および粉塵を大量の水溶性結合剤中に溶解し、乾燥させることで安定化する例を挙げることが出来る。しかしながら、この無害化法では、生成物質の長期維持が不確かな点が問題となる。
また、特許文献１及び特許文献２に記されているプロセスでは、アスベスト産業廃棄物を平均５００から９００℃で熱処理し不活性化する方法も知られているが、この方法では処理後に発生した生成物の無害性を保証できない。
実際には、アスベスト廃棄物を高温に熱し、溶解することで無害化する方法のみが、アスベスト物質の発がん性・毒性除去を確実にする。
アスベストは可変成分であるマグネシウム、カルシウムを含み、ケイ酸塩を主成分とし、融解温度は１５００℃以上である。
産業廃棄物は、通常１６００℃の高温で溶解することで、ガラス化し無害生成物となる。
下記に記す様々な試みは、実演装置で示されたが、産業活用には至らなかった。実用装置としては投資・操作費用面と同様、操作面で不十分であった。
アスベストを融解炉内で大量のガラスに混ぜて溶解する方法が知られているが、この方法は従来使用されている耐熱物質に、硼砂等の強力で攻撃的な融解剤の使用を必要とする。
その上、融解炉の処理では、一般に、未溶解性アスベストの繊維・粉塵煙の処理にかかるコストが高くなる。
【０００４】
また、特許文献３の、溶解しているアスベストのるつぼ内に、溶解プールの放射を停止する厚い層を形成するよう、処理アスベストを投入する、誘導によるヒータープロセスが知られている。
上記の条件では、アスベストの層がゆっくりと溶解するにつれてその重みで下がっていき、上層の溶解アスベストを溶解するエネルギーを十分もたらすよう、溶解プールの維持に２００から６００ｋＨｚの高周波でジェネレータを使用する。
こうした方法での不都合な点は、溶剤使用の必要性、補助的方法を用いた最初の溶解プールへの誘発、出力１００ＫＷ以下が限度といった処理能力の低さ等にある。
また、特許文献４に記述されている方法では、ガラス化を得るために誘電ヒーターが確実に融解温度に達するよう、シリカ製品を直接２０から３００ＭＨｚの高周波電磁場に置くが、この方法は海塩といったナトリウム等の溶剤混入を必要とする。
【０００５】
特許文献５に記述されている方法では、アスベスト含有廃棄物のガラス化処理にあたり、溶解チャンバと予熱チャンバを組み合わせている。予熱にエアー・ガスバーナーを用いる方法、溶解にオキシ・ガスバーナーを用いる方法、また予熱チャンバ入り口で廃棄物選択を行う方法と同様に、処理済ガス移動のための設備等、かなり複雑でコストのかかる方法が挙げられるが、逆流するガスの流れで煙中に繊維および粉塵が入り込まないという保証はない。
【０００６】
さらに、酸素バーナーを使用した（特許文献６および特許文献７）といった一般的な溶解処理法もあるが、不活性生成物の獲得に関する確固とした保証は得られず、煙中に繊維および粉塵が残留する可能性を避けられない。
【特許文献１】欧州特許第ＥＰ ０ ４８４ ８６６号明細書
【特許文献２】欧州特許第ＥＰ ０ ３４４ ５６３号明細書
【特許文献３】仏国特許公開第ＦＲ ２ ６６８ ７２６号明細書
【特許文献４】仏国特許公開第ＦＲ ２ ８５３ ８４６号明細書
【特許文献５】国際公開第ＷＯ ９７３３８４０号明細書
【特許文献６】日本国特開２００１−３１７７１３号公報
【特許文献７】独国特許第ＤＥ ４ ４４３ ０９０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
おおむね、上記に挙げた既存の装置・プロセスは産業面で利用されていない。その上、これらの装置・プロセスの処理能力はかなり限られている。
非移行式アークトーチ使用の熱プラズマサイトが、アスベスト含有物質の処理に利用された。サイトは、廃棄物含有袋が重力により投入される溶解チャンバを備える。不活性化という目標は商業的利用に至ったとはいえ、建設面・操作面での障害、特に耐熱物質の寿命の不十分さといった点が言及された。同様に、廃棄物含有袋投入時ごとに、有機物質の蒸気に結びつくガス相の流量変動が理由で、時折プロセスの管理に欠陥が生じる点も指摘された。さらに、サイト内に廃棄物が長く留まり過ぎるという点も確認された。その時間は数時間にも及ぶ可能性がある。
【０００８】
本発明の目的は、理論上の処理装填物滞留時間と実際の時間を近づけるためにその滞留時間を削減し、一定の出力での装置の処理能力を高めるよう、プラズマ溶解を用いた毒性物質の無害化プロセスとその装置を提案するものである。
本発明の他の目的は、処理装填物の処理に最適な溶解温度を維持しつつ、非移行式プラズマアークトーチにより生成したプラズマ出力を削減できるプラズマ溶解を用いた無害化プロセスである。
プラズマ出力の削減は、溶解筐体に酸化ガス流体といった可燃性物質を注入することで、処理装填物内に存在する炭素物質の燃焼が促進され、可能となる。その上、未溶解物の率はかなり低減する。
本発明のもうひとつの目的は、資源の再資源化促進のために未溶解要素をほとんど含まない最終ガラス化製品を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
こうした目的を掲げ、本発明は、プラズマ融合を用いた毒性物質、特にアスベスト物質の無害化プロセスに関するものである。
【００１０】
本発明のプロセス工程を以下に記す。
a) 耐熱材料で少なくとも部分的に覆われた壁部で内部容積が規定された溶解容器内に位置した溶解プールへガラス化可能な処理される粉砕充填物を重力で落下させて継続的に投入する。
b) 各プラズマジェットは溶解容器上の非移行式プラズマアーク源装置から生成され、前記溶解プールを攪拌するために前記壁部と伝搬軸との交点において、前記壁部に対する法線を含む垂直平面(Ｐ)外の伝搬軸に沿って前記プラズマジェットを向け、溶解プールの中へ直接、少なくとも１つのプラズマジェットを照射する。
c) 上流で溶解容器と連絡している精錬・注入容器内に位置した精錬プールへ、溶解プールの少なくとも一部を送り、精錬・注入容器は、耐熱材料で少なくとも部分的に内側が覆われた壁部により規定された内部容積を有する。
d) 残留可能な未溶解要素を溶解プールに押し返すために、溶解容器と連絡している精錬・注入容器の上流部分の精練プールの中へ直接、精錬・注入筐体の下流部に設置された非移行式プラズマアーク源装置により生成されたプラズマジェットを照射する。
粉砕充填物の継続的投入により、耐熱物質の寿命に有害な熱衝撃を削減できる。「処理される粉砕充填物」とは、成分がガラス化可能な粉砕充填物を指し、粉砕充填物は１００μｍから２００ミリメートルの粒度測定範囲を指す。
【００１１】
プラズマ溶解を用いた無害化プロセスの特殊な実現法には、それぞれに利点があり、技術的に多様な組合せが可能である。
−溶解容器上の各プラズマアーク源装置から生成したプラズマジェットを、処理される粉砕充填物が落下する溶解プールのゾーン方向へ向けられる。
−溶解プールへの各プラズマジェットの衝撃ゾーンは、壁部に高温部が発生しないよう溶解容器の壁部から距離を離してある。
−精錬・注入容器下流部に備えたプラズマアーク源装置から生成したプラズマジェットを、精錬・注入容器と溶解容器の連絡口にある中心軸に沿って照射する。
−処理される粉砕充填物は、前記工程a) の前に、混合物の溶解の温度が最低となるような成分の廃棄物混合物を粉砕することで形成されている。
充填物の可燃部分が均等に分散するようにする。
【００１２】
本発明の目的となっている装置の利点には、処理アスベスト物質が多様なアスベストと炭素を含んだ有機物質を含有できることが挙げられる。その上、処理される粉砕充填物は無機・有機物を含むこともできる。
また、高温処理により、とりわけ、有機物含有率の高いアスベスト物質に関し、ダイオキシン発生が避けられる。
−溶解容器の壁部に対して接線方向に、少なくとも壁部の一部分に室温の酸化ガス流体を注入する。
酸化ガス流体は空気である。この酸化ガス流体を、耐熱材料を保護する熱保護層を形成するために、溶解容器内に連続して注入する。酸化ガス流体の注入は、溶解容器の数地点で渦状にできる。
−酸化ガス流体は、処理される粉砕充填物を投入する溶解容器部へ向かう。
こうした実現法は、耐熱性要素を保護するばかりでなく、充填物に存在する炭素含有物質の燃焼を促進するための処理される粉砕充填物への酸素挿入を確かなものとし、溶解プールへ補足エネルギーをもたらすこととなる。
−溶解プールの温度を測定し、溶解プール内の溶解温度を維持しつつ、溶解容器上のプラズマアーク源装置から生成したプラズマ出力を最小に押さえる。
支燃性物質の挿入で生じた追加エネルギーにより、継続的に投入される処理される粉砕充填物を、確実に溶解するのに適した溶解容器のプール内の温度を維持しつつ、トーチより生成したプラズマ出力を減少、さらには最小にするよう、非移行式プラズマアークトーチの機能パラメーターを、装置のオペレーターが調節できる。
【００１３】
本発明のプロセスは、溶解・注入プール内の温度が高温であるため、ダイオキシンおよびフランの発生を排除し、その滞留期間は現行法に適したものである。
本プロセスは、また、室温の酸化ガス流体、つまりコールドガス（窒素よりも炭素に酸素を固定）の注入で、絶え間ない流量の煙を生産する粉砕充填物の継続的投入によって発生する、酸化物および窒素の生産を最小限に抑えることが出来る。
非移行式プラズマアーク源装置は、反応ゾーンに処理される粉砕充填物の有機物部分のガス化エネルギーと同様、充填物の無機物部分の撹拌および溶解エネルギーを供給するよう溶解容器内に備える。その結果、高温液体プールと高温煙が生じる。
入って来る物質へのプラズマエネルギーの熱移行は、一方ではプラズマの流れと物質との対流の熱の流れから生じ、他方では高温の耐熱性壁部から放射した熱の流れから生じることで最適化する。
プラズマアーク源装置は、一方で、プラズマジェットから離れたプール上のゾーンへ重力で投入された粉砕充填物質の流れが、煙中に混入せぬよう連続して緊密に溶解プールと混ざるように、また一方で、機械的効果から、または、プラズマビームから起こるプール撹拌は、処理される粉砕充填物が入ってくることにより連続的に供給される溶融プールの均質化をもたらすように、溶融容器において等間隔に設置される。
処理される物質は少なくとも部分的に、固形または／および、液体または／および、ガスの可能性もある。
【００１４】
本発明は、前述したように、プラズマ溶解を用いた無害化プロセス使用のための装置にも関する。本装置は、壁部で内部容積を定めた溶解容器を備え、壁部は少なくとも部分的に耐熱材料で覆われている。溶解容器は、処理されるガラス化可能な粉砕充填物の投入ポートも備える。
【００１５】
本発明の装置は以下の通りである：
−プラズマジェットを生成する非移行式プラズマアーク源装置は、溶解容器の側面の開口部につながっている。
−プラズマアーク源装置は、プラズマアーク源装置から生成されるプラズマジェットが溶解プールを収容する前記容器の下部へ傾くように溶解容器上に備えられる。プラズマジェットは、溶解プールを撹拌するために、前記壁部と伝搬軸との交点において前記壁部に対する法線を含む垂直平面(Ｐ)の外に位置する伝搬軸沿いに伝播される。
−溶解容器は、精錬・注入容器の上流部で流体連結し、精錬・注入容器は耐熱材料で少なくとも部分的に内側が覆われた壁部で内部容積が規定されている。また、溶解・注入容器は精錬プールを収容する。
−精錬・注入容器は、非移行式プラズマアーク源装置とつながる開口部を下流部に備え、プラズマアーク源装置は、溶解プールへ未溶解物を押し戻すように、精錬・注入容器の上流部で精錬プールに直接照射するよう精錬・注入容器の下部へ傾斜するプラズマジェットが放出するよう備えられている。
【００１６】
上記のプラズマジェットは、精錬・注入容器内の精錬プールの溶解温度維持も保証する。
本装置の特殊な実現方法では、下記のようにそれぞれ利点を持つ技術的組み合わせが多数可能である。
−本装置は溶解容器の側面開口部にそれぞれ非移行式プラズマアーク源装置を２基備え、前記プラズマアーク源装置は溶解プールを撹拌するために非対称に溶解プールにプラズマジェットを照射する。
プラズマジェットの衝撃ゾーン内で溶解プールを回転して撹拌することで、プールの均等化および溶解されていない残留物の除去を確かなものとする。
−本装置は、オペレーターがプラズマアーク源装置から生成するプラズマの出力を即時に操作できるよう、溶解プールを観測するための測定装置を備える。
その上、本装置は溶解生成物の注入サイクルをプログラムするために、プールの高さおよび精錬プール内の温度を測定する方法を備える。
−容器は酸化ガス流体の注入口を備え、注入口は酸化ガス流体の注入回路に結びついている。
−注入口は、溶解容器のプラズマアーク源装置の１基と処理される粉砕充填物の投入ポートの間に位置した垂直軸に沿って、規則的および不規則に分かれている。
−本装置は、処理される粉砕充填物を継続的に投下するための投入ポートへつながる手段を備える。
処理される粉砕充填物を継続的に投入する手段は、溶解炉投入スクリューコンベヤおよび押しボタンを備える装置の中から選択するのが望ましい。
−プラズマアーク源装置は、各プラズマアーク源装置が放出するプラズマジェットが、水平面に対して１５度から３０度の角度で傾斜するよう開口部上に設置する。
本発明は、前述したようにプラズマ溶解を用いた毒性生成物の無害化プロセスによって得られたガラス化物質にも関わる。
本発明によれば、この物質が含有する未溶解要素の割合は０．１重量％以下である。
本発明は、前述したようにアスベスト含有廃棄物処理のための装置の利用にも関わる。
本発明に関する細部を、補足図を参照に下記に記す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の特殊な実現方法による、プラズマ溶解を用いた無害化装置の断面の部分的な面を示す。本装置は円筒状の溶解炉または容器１を備える。容器は卵形等他の形をしていてもよい。
溶解容器１は、投入部品２から固形粉砕アスベスト物質の流れで継続的に上流で供給される。溶解容器１の側面壁部４内に位置する取出し口に円状断面の開口部で形成されている投入ポート３により、溶解容器１内へ処理される粉砕充填物５は投入される。
投入部品２は、溶解容器１内に存続する温度および加圧条件により課される温度および圧力下で、流量を制御して放出できるものを選択する。例として、冷却スクリュー２の使用が挙げられる。また、加圧空気輸送および押し棒による投入方法も可能である。
溶解容器１へ投入される粉砕充填物５は、重力で溶解プール６の中へ落下する。溶解プール６内への粉砕充填物５の衝撃ゾーンは混合ゾーン７を構成する。混合ゾーンは、処理される粉砕充填物５が、るつぼ１０の液体溶解プール６内で、非移行式プラズマアークトーチのエネルギーにより高温で液体となった処理される粉砕充填物とが混合するゾーンである。
溶解容器１は、溶解容器１の上部に位置し粉砕充填物から気化した、１４００℃から１６００℃の高熱ゾーン７、６、１２内の熱化学反応から生じる気化部分を受ける出口１１を備える。出口１１は煙の除去・処理回路とつながっている。
【００１８】
非移行式プラズマアークトーチ８，９は、溶解容器１の側面壁部４内の取出し口１３，１４に卵形および／または円形の開口部に備える。
非移行式プラズマアークトーチ８，９は、各プラズマアーク源装置から生成されるほぼ円柱のプラズマジェット１５，１６が伝搬軸１７，１８に沿って伝導し、溶解プール６へ直接照射されるよう溶解容器１へ設置する。
伝搬軸１７，１８は垂直平面Ｐ外に位置し、垂直平面は溶解容器１の壁部４と伝搬軸１７，１８との交点２０上に壁部４に対する法線１９を含む（図３）。ゆえに、各プラズマジェット１５，１６は、前記溶解プール６に配向する傾斜経路へ照射され、前記溶解プール６を撹拌するよう傾斜される。
【００１９】
精密には、プラズマジェットを例えば、プラズマがおよそ４００メートル／秒に達するといった高速度での、プラズマジェットと物質間の直接的な物理的衝撃により、プラズマと物質、溶解する物質と溶解済物質との間での温度上昇移行が生じるよう、水平におよそ２０度の角度で溶解プール６の方へ向ける。
さらに、水平面上に照射した場合、プラズマジェット１５，１６の各伝搬軸１７，１８は、容器１の壁部４に対し、前記プール中心に撹拌を引き起こすための、半径方向成分２１と接線成分２２を合成する。撹拌は、一方では各非移行式プラズマアークトーチの軸位置の物理的な調整方法、他方ではプラズマジェット１５，１６からの溶解プール６への衝撃が非対称になることで最適化する。プラズマジェットはそれぞれ、液相の回転により前記プールの撹拌をもたらすために、半径方向成分２１と接線成分２２を有する。
【００２０】
トーチ８，９は、プラズマジェット１５，１６は処理される粉砕充填物５が落下する溶解プール１のゾーン７方向へ照射されるよう、溶解容器１に設置するのが望ましい(図４)。
こうした構造およびその構造にのっとった操作方法は、溶解プール６の混合ゾーン７内で重力で投入される物質の流れの混合を有効に促進する。その結果、さらなる１６００℃までの温度均一処理、溶解時間の減少、溶解プール６内の未溶解物質の割合の最小限化が可能となる。
【００２１】
また、半径方向成分２１および接線成分２２の値は、プール領域のプラズマジェットの衝撃ゾーンが、壁部を覆う耐熱物質の維持に有害な高温部を生成しないよう、容器１の壁部４から十分に離れるよう選択する。
溶解容器１の側面壁部４、るつぼ１０およびアーチ２３は全て、内側がクロム／コランダム等の高温維持耐熱物質で覆われている。
【００２２】
トーチ８，９は、特に大気から処理・圧縮する方法を用いたプラズマジーンガスのような処理・加圧空気で機能する。同様に雰囲気中の酸素および窒素に関し、そのパーセンテージを変化させた他のプラズマジーンガス使用も可能である。
溶解容器１は酸化ガス流体の注入口２４を備える。この注入口２４は酸化ガス流体の注入回路（図外）につながっている。注入回路は加圧された形で流体を注入するための圧縮機を備える。注入口は、酸化ガス流体が、処理される粉砕充填物の投入ポート３を備える溶解容器部分の方向に、溶解容器１の側面壁部４に接線として注入されるよう方向付けられている。注入口２４は、垂直軸２５に沿って規則的または不規則的に配置される。垂直軸２５は溶解容器１のプラズマアーク源装置８と処理される粉砕充填物５の投入ポート３（図２）の間に位置する。
室温のガス（空気が望ましい）の流れは、溶解容器１の内部壁部を覆う温度遮断となるエアーフィルムを形成する。
【００２３】
制御・測定方法としては、内視鏡による粉砕充填物５の溶解調査、オプチカル・パイロメーターによるプール温度、圧力・温度観測により溶解容器１の圧力・温度をとらえることが可能である（図外）。測定には、例えば処理装置の制御のもと、溶解プロセス、特に粉砕充填物の溶解に必要・十分なプラズマ電力の最適化および制御を目的として、処理される粉砕充填物の溶解プール６内への投入量または／およびトーチ８，９の電力を決定する目的にプログラムされた、マイクロプロセッサー等を使用する。
【００２４】
溶解容器１は、精錬・注入容器２６の上流部で流体と連絡している。精錬・注入容器２６は、ほぼ長方形の形状だが、平行六面体、円錐台状、円柱、卵形といった他の形の選択も可能である。精錬・注入容器２６は処理される粉砕充填物５の投入ポート３と相対して位置するのが望ましい。
精錬・注入精錬容器２６は精錬プール２７を収容し、好ましくは容器の側面に流し込み口２８を備える。流し込み口２８は円錐台状の断面を有することが望ましく、望ましくは円錐形の遮断装置２９でふさがれ、冷却される。
精錬・注入容器２６は下流部に開口部を備え、非移行式プラズマアーク源装置３０にむすびついている。プラズマアーク源装置３０は、精錬・注入容器２６上流部の精錬プール２７を直接照射するよう精錬・注入容器２６の下部へ傾いたプラズマジェット３1を生成するよう設置されている。プラズマジェットにより、溶解プール６の方へ残留可能な未溶解要素を押し返す一定の運動で衝撃を与え、精錬プール２７内の溶解温度の維持も可能である。プラズマジェット３１は水平に１５度から３０度の角度を形成し、主要軸３３に沿って伝播する。
精錬プール２７は、長方形（望ましい）断面の液体プールを製造するために、溶解プール６から継続的に直接供給される。液体プールは円柱断面の取り出し口３２内に設置されたプラズマトーチ３０が生産する熱エネルギー供給で温度を維持する。
【００２５】
遮断装置２９がある場合、繊維状・粉塵状アスベスト廃棄物処理の際には、全てを排除するために、溶解プロセスを最適化し、プラズマトーチ３０によるエネルギー供給で残渣を全て除去するようしむける。
遮断装置２９が（望ましくは水圧（油圧）手段で）外してある場合、液体プール２７は流し込み口２８から雰囲気中へ継続的に流れる。トーチ３０によるエネルギー供給により、低い温度で周囲空気と融解物質との接触から生じる凝固の危険なく、上述のように継続的に流れることが可能になる。物質はさらに空気中で冷却され、無毒のガラス化物質に変化する。
【００２６】
精錬・注入容器２６は、クロム／コランダム等を原料とした高温持続耐熱材料で内側の高温面を覆われている。精錬・注入容器の耐熱部品は、空気熱力学の拘束が少量なため、溶解容器１が備えている部品ほどは、耐熱製品の寿命を保つために補足的な方法を必要としない。
測定・制御方法により、精錬・注入容器２６内の温度と圧力、そしてピジュアージュによるプールのレベルをとらえることが可能である。測定は流し込みの開始と時間とを決定するために行われる。
【００２７】
特殊な使用法では、純粋に例として、以下に一日約４０トンの処理設備の主な寸法の特徴を記す。
−溶解容器１の内部直径はおよそ３メートル、高さ２から３メートル。
−平行六面体での精錬チャンバの幅およそ１．５メートル、高さ１．５から２メートル。
−垂直平面内での、精錬チャンバ／容器の全体は、全長４から５メートル。
−プールの高さは２００から３００ミリメートル。
【００２８】
煙の流量をならす粉砕物質を継続的に投入することで、容易となった上述の測定・制御方法から生じるプロセスの管理は、例証として、科学的に同性質の、ほぼ一定の気化する質量物質を含む廃棄物分を選択することでさらに改善できる。
その上、高温のプラズマ使用（エンタルピー６から７メガジュール/ｋｇ）では、全流量へのプラズマの貢献が限られることで、煙の全流量が最低限になることは明らかである。これらの要因は、出口１１を介して溶解容器１から抽出した煙の処理の最適化に寄与する。
粉砕アスベスト廃棄物を一日４０トン処理する装置は、およそ１．５メガワットのプラズマ電力を要する。溶解容器１に設置した非移行式プラズマアークトーチ２基８，９に５００ｋＷ＋５００ｋＷ、精錬・注入容器２６下流に備えた非移行式プラズマアークトーチ３０に５００ｋＷである。溶解容器内に注入する室温の酸化ガス流量は、８００から１２００Ｎｍ３／時である。
例として、粉末状の廃棄物５０％、塊状の廃棄物５０％といった標準的なアスベスト廃棄物に関しては、廃棄物の気化可能な部分はおよそ９００から１０００Ｎｍ３／時の流量となる。
およそ１．５メガワットのプラズマ電力として、プラズマジーンガスの流量はおよそ４５０から５００Ｎｍ３で、６から７メガジュール/ｋｇのプラズマエンタルピーに相当する。
煙の全流量は、２５００から３０００Ｎｍ３／時である。こうした作業条件下で、雰囲気への窒素酸化物の排出割合は、要求されている４００ｍｇ/Ｎｍ３以下となる。
エネルギー収支は約１ｋＷ/ｋｇとなる。プラズマトーチが、およそ８０から８５％（熱放出エネルギーと熱消費エネルギーの関係）にも達するエネルギー収支に考慮される生産性を備えていることから、本発明のプラズマ溶解を用いた無害化のプロセスは、かなりの高エネルギー効率であると結論できる。
一日４０トンの処理能力に対し、溶解から発生する２０から２５トンのガラス化製品は、完全に不活性であり、繊維および粉塵状のアスベストの痕跡を全く残さない。その物理的特性から、道路建設の土台に再利用可能な製品である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の特殊な実現方式により、プラズマ溶解を用いた毒性生成物の無害化装置の断面図の部分的な面を表わす図である。
【図２】図１の無害化装置を上方から見た簡略化断面図である。
【図３】溶解プールへ傾斜したプラズマジェットの伝搬軸を示した図１の装置の溶解容器の部分的な面を表わす図である。
【図４】本発明の別の実現方法による、溶解容器の上方からの断面を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  溶解容器
２  冷却スクリュー
３  投入ポート
４  （側面）壁部
５  処理される粉砕充填物
６  溶解プール
７  混合ゾーン
８，９  トーチ
１０  るつぼ
１１  出口
１２  高熱ゾーン
１３，１４  取出し口
１５，１６  プラズマジェット
１７，１８  伝搬軸
１９  法線
２０  交点
２１  半径方向成分
２２  接線成分
２３  アーチ
２４  注入口
２５  垂直軸
２６  精錬・注入容器
２７  精錬プール
２８  流し込み口
２９  遮断装置
３０  トーチ
３１  プラズマジェット
３２  取り出し口
３３  主要軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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