(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応炉内に上から装填物質を入れる入口開口（２）を備えた装入部分（１）と、この装入部分（１）の下側に横断面拡大部を形成して続きそこに円錐状堆積体（９）が形成される熱分解部分（８）と、ほぼ横断面拡大部の平面において熱分解部分（８）に開口して円錐状堆積体（９）に高温ガスを供給するガス供給装置（１０）と、熱分解部分（８）の下側に横断面狭窄部を形成して続く溶融・過熱部分（１４）と、この横断面狭窄部の直ぐ下側で溶融・過熱部分（１４）にエネルギ富化媒体を入れる上側燃料注入装置（１５）と、溶融・過熱部分（１４）の下側に続き余剰ガスを吸い出すガス吸出し装置（２１）を有する還元部分（２０）と、還元部分（２０）の下側において金属溶融物およびスラグ溶融物を集めて排出するための流出口（２７）付きの炉床（２５）と、溶融物の凝固を防止すべく溶融物の直ぐ上でガス吸出し装置（２１）の下側にエネルギ富化媒体を供給する下側燃料注入装置（２６）とを備えることを特徴とする装填物質をガス化および／又は溶融するための反応炉。
【請求項２】
装入部分（１）と熱分解部分（８）との間に予熱部分（５）が配置されたことを特徴とする請求項１記載の反応炉。
【請求項３】
予熱部分（５）が少なくとも部分的に壁中空室（６）を形成すべく二重壁構造に形成され、その壁中空室（６）内に熱伝達媒体が導かれることを特徴とする請求項２記載の反応炉。
【請求項４】
ガス供給装置がガス供給室（１０）として形成され、該ガス供給室（１０）に少なくとも１つの燃焼器（１１）が開口し、該燃焼器（１１）に少なくとも１つのバーナ（１２）が装備され、該バーナ（１２）が燃焼器（１１）およびガス室を経て約１０００℃の高温ガスを円錐状堆積体（９）に供給することを特徴とする請求項１から３の１つに記載の反応炉。
【請求項５】
装入部分（１）、場合によっては予熱部分（５）、熱分解部分（８）および還元部分（２０）が円筒状又は下向きに僅かに広がる円錐状に形成され、装入部分（１）と予熱部分（５）との総合長が、装入部分（１）の上端における直径の少なくとも３倍の大きさを持ち、熱分解部分（８）の横断面積が、予熱部分の下端における横断面積の少なくとも２倍の大きさを持つことを特徴とする請求項１から４の１つに記載の反応炉。
【請求項６】
ガス供給装置（１０）およびガス吸出し装置（２１）が、反応炉の外周に環状に形成されたことを特徴とする請求項１記載の反応炉。
【請求項７】
熱分解部分（８）が壁中空室を形成すべく二重壁構造に形成され、その壁中空室内に熱伝達媒体が導かれることを特徴とする請求項１から６の１つに記載の反応炉。
【請求項８】
上側燃料注入装置（１５）および／又は下側燃料注入装置（２６）が、反応炉の外周に分布して環状に配置された酸素から燃料ガス混合気を供給する複数の酸素供給棒（１６）又はノズルを有することを特徴とする請求項１から７の１つに記載の反応炉。
【請求項９】
ガス供給装置（１０）が、液体又は蒸気状物質を供給する液体供給管（３０）に接続されたことを特徴とする請求項１から８の１つに記載の反応炉。
【請求項１０】
装入部分（１）と熱分解部分（８）との間に、横断面拡大部の平面に直接粉塵を供給する粉塵供給管（３１）が設けられたことを特徴とする請求項１から９の１つに記載の反応炉。
【請求項１１】
装入部分（１）が上向きに気密に閉じられ、装填物質の供給が仕切り弁装置を経て行われることを特徴とする請求項１から１０の１つに記載の反応炉。
【請求項１２】
高炉状反応炉内に周囲に対し遮蔽された柱状堆積体（４）を形成し、装填物質の熱分解を開始させるべく柱状堆積体（４）の上部に高温ガスを供給して柱状堆積体（４）を衝撃的に加熱し、深い位置にエネルギ富化媒体の供給により１０００℃を超える温度の高温領域（１７）を発生し、該高温領域（１７）で熱分解生成物および場合により含まれる金属成分および鉱物成分の溶融物を燃焼させ、装填物質の残留物を一層コークス化し、全てのガスを下向きに柱状堆積体（４）、高温領域（１７）および深い位置にある還元領域（２２）を経て吸い出し、還元領域（２２）の範囲で反応炉から還元済み余剰ガスを排出し、場合により存在する金属溶融物および／又はスラグ溶融物を反応炉の最下部位に集め、集めた溶融物の直ぐ上に溶融物を流動状態に保つべくエネルギ富化媒体を導入し、必要に応じ溶融物を流し出すことを特徴とする装填物質をガス化および／又は溶融する方法。
【請求項１３】
エネルギ富化媒体として酸素、燃料ガス、吸い出した余剰ガス、液体又は粉塵状燃料を導入することを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
柱状堆積体（４）が常に最小高さと最大高さとの間の高さを持つように、反応炉の充填レベルを監視し、その最小高さを、柱状堆積体（４）が衝撃的加熱点の上側において非常に密に詰められた装填物質により外気から遮断されるよう設定することを特徴とする請求項１２又は１３記載の方法。
【請求項１５】
衝撃的加熱点の上側で柱状堆積体（４）を約１００℃に加熱し、装填物質を予乾燥することを特徴とする請求項１２から１４の１つに記載の方法。
【請求項１６】
反応炉から上向きにガスが逃げ出さず、柱状堆積体を通して上から最少量の大気しか吸い込まないように、ガスを吸い出す負圧を形成することを特徴とする請求項１２から１５の１つに記載の方法。
【請求項１７】
柱状堆積体を衝撃的に加熱すべく、始動過程時に別種燃料の燃焼により高温ガスを発生し、柱状堆積体を衝撃的に加熱すべく、反応炉から排出され少なくとも部分的に浄化され還元された余剰ガスを、場合によっては別種燃料と組み合わせて燃焼することで高温ガスを発生することを特徴とする請求項１２から１６の１つに記載の方法。
【請求項１８】
二酸化炭素と水蒸気から成る不活性燃焼ガスが十分に生ずるよう、酸素欠乏状態で燃焼させることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
排出された余剰ガスを、冷却および／又は浄化のための後置接続したガス処理装置に導入することを特徴とする請求項１２から１８の１つに記載の方法。
【請求項２０】
柱状堆積体の衝撃的な加熱の直近に、利用すべき粉塵を付け加えることを特徴とする請求項１２から１９の１つに記載の方法。
【請求項２１】
請求項１から１１の１つに記載の反応炉を利用することを特徴とする請求項１２から２０の１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、物質をガス化および／又は溶融する反応炉とその方法に関する。特に本発明は、例えば主に有機成分を含む任意の廃棄物又は特別な廃棄物の物質的およびエネルギ的な再利用に関する。本発明に基づく反応炉とその方法は、任意の組成の装填物質をガス化および溶融するのにも適し、かつ有機物質を用いてエネルギを回収するのにも適している。
【０００２】
かなり以前から、種々の廃棄物や他の物質を熱的に処理する方式が試みられている。燃焼方法の他に、有害物質による環境汚染を小さくし、装填物質だけでなくプロセス中に生ずるガスの処理費用の低減を目的とする種々のガス化方法が公知である。しかし公知の方法は、支配し難い高価な技術並びにそれに関連する処理すべき装填物質から廃棄物に対する高価な処理費用を避け難い。
【０００３】
ドイツ特許第４３１７１４５号明細書に、種々の複合廃棄物材料を処理するための脱ガス原理に基づく方法が記載されている。この方法では、発生する粉塵含有ガスを循環ガスとして完全に取り出し、次いで溶融・過熱領域で酸素により燃焼させている。循環ガス案内および循環ガス吸出し開口と溶融・過熱領域との間での余剰ガスの吸出しは、僅かな有害物質しか含まない余剰ガスを得るという目的を果たせないことが実験的に明らかとなった。その方法を実施すべく同様にこのドイツ特許明細書に記載の循環ガス形キュポラを利用した場合、特に余剰ガスの有害物質負担が非常に大きく、このため余剰ガスを浄化するのに必要なガス処理装置が、その廃棄物材料の経済的処理がもはや不可能な程高価となる。
【０００４】
ドイツ特許第１９６４０４９７号明細書に、廃棄物材料を再利用するためのコークス加熱式循環ガス形キュポラが記載されている。このキュポラでは、装入ホッパの下側に補助的なガス引出し口が配置されている。この個所で引き出された熱分解ガスは循環ガス案内を経て炉下部に、そこでガスを燃焼させるべく再び導入される。余剰ガスの引出し領域が高温領域の上側に配置されているので、余剰ガスだけでなく多量の熱分解ガスも吸い出され、このため混合ガス内に、特に除去し難い炭化水素が含まれる。従って、続くガス処理装置が極めて高価となり、環境汚染を増大する。
【０００５】
これに対しドイツ特許出願公開第１９８１６８６４号明細書は、余剰ガス吸出し口を溶融・過熱領域の下側に配置したコークス加熱式循環ガス形キュポラを開示している。これにより、吸い出したガスが過熱領域の通過中に十分に還元されるので、確かに余剰ガスの品質は高まるが、過熱領域の空間的に直近で非常に高温の余剰ガスが生じてしまい、その高温余剰ガスを続いて経費をかけて冷却せねばならない。選定した配置構造により、後置接続したガス経路の後続構造物にスラグおよび粉塵が付着するという問題も生ずる。他方では、ガス吸出し口の下側における炉床部位における温度が、そこに存在する金属溶融物およびスラグ溶融物を種々の採用条件下において流動状態に保つのにもはや十分に高温ではない。このため、必要な流出しが妨げられるか全く不可能となる。
【０００６】
上述の従来公知の方式は、常に、形成されたガスの部分流に対する循環ガス案内の原理に基づき、ガスは炉の上部から吸い出され、下部に再び導入される。従来、専門家は、ガス案内が対向流を利用して柱状堆積体を加熱するために必要であるという考えから出発していた。しかし循環ガス原理は、特に次のような欠点を持つ。即ち、高炉内を上昇するガスは柱状堆積体内で冷えるので、ガス吸出し領域、循環ガス配管および循環ガスを再導入するためのガスジェットポンプで熱分解生成物の凝縮現象が生じ、このため循環ガス形炉の機能が損なわれる。従来方法では循環ガス吸出し中に、必然的に粉塵および細かな廃棄物粒子も吸い出され、凝縮した熱分解生成物と共に、循環ガス案内系全体の内部に除去困難に付着してしまう。更に、柱状堆積体は上昇する循環ガスにより非常にゆっくりとしか加熱されず、特にプラスチックを多量に含む廃棄物をガス化する際、炉壁に廃棄物部分が粘着および付着し、最終的に炉を完全に閉塞してしまう。
【０００７】
本発明の課題は、従来の欠点を回避し、装填物質をガス化および／又は溶融するための改良反応炉および方法を提供することにある。特別な課題は、廃棄物を単純に、安価に且つ環境に優しく、物質的および／又はエネルギ的に再利用できるようにすることにある。特にその反応炉の機能安全性を、循環ガス案内に起因する運転不安定が十分に回避することで高めようとするものである。また本発明の課題は、吸い出すべき余剰ガスにおける有害物質負担を大幅に減少し、これによって続くガス浄化費用を最小にすることにある。
【０００８】
これらの課題は、請求項１記載の反応炉により解決される。本発明に基づき、従来から行われていた循環ガス案内をやめ、それに代え反応炉として、直流原理に基づき作動する高炉を採用する。通常の循環ガス案内を完全に省くことで、それに関連する全ての問題、即ち熱分解生成物の凝縮と望ましくない付着を完全に回避できる。更に反応炉の上部で既に、柱状堆積体の衝撃的な加熱により装填物質の部分的な凝集が生じ、これに伴い、反応炉の内側壁への付着を十分に防止できる。酸素又は燃料ガス（混合ガス）の二重供給は、一方で熱分解ガスの燃焼を可能にし、他方で反応炉下部を十分高い温度に維持できるので、そこに集まる溶融物を流動状態に保てる。その両燃料注入装置間に還元部分が生じ、全てのガスが吸い出し前に該還元部分を通過するので、ガスをそこで十分に還元できる。
【０００９】
特に廃棄物のガス化に適した実施態様では、装入部分に予熱部分が続き、その予熱部分において廃棄物が例えば１００℃の温度で予乾燥される。異なった実施態様では、この部分で、事情によっては装填物質の冷却を、それが全過程において有用であるときに行う。
【００１０】
反応炉の有利な実施態様は、装入部分と予熱部分との総合長が、装入部分の直径の数倍の大きさを持つことにより特徴づけられる。この形成により、柱状堆積体が装入部分と予熱部分とで上向きに閉鎖する閉塞プラグとして作用し、反応炉への大気の多量の吸込みを防止する。
【００１１】
異なった実施態様では、反応炉を上端において仕切り弁、二重フラッパ弁又は類似した装置によって閉じる。これに伴い、大気の手に負えない侵入および柱状堆積体からのガスの流出を一層良好に防止できる。
【００１２】
反応炉を円筒状に構成し、ガス供給室およびガス吸出し室を環状に形成し、これによって、ガス供給およびガス吸出しをそれぞれ柱状堆積体の全周において行うのが目的に適っている。この実施態様は特に、主に有機成分の装填物質を再利用するのに適する。例えば他の装填物質に適した別の実施態様では、基本形状を非円筒形にし、ガス吸出し装置とガス供給装置を異なった位置に形成する。
【００１３】
特に、反応炉の熱分解部分も二重壁構造に形成し、壁中空室内に熱伝達媒体を導くと有利である。これによって、一方では壁を冷却し、材料の負荷を減らし、他方では採用する装填物質およびそれにより生ずる必要熱量に応じて、必要に応じ柱状堆積体に追加的に熱を導入するか、そこから熱を排出する。
【００１４】
上述の本発明の課題は、請求項１２記載の装填物質をガス化および／又は溶融する方法によっても解決され、これは特に、廃棄物および他の装填物質を物質的および／又はエネルギ的に再利用するのに適している。
【００１５】
本発明に基づく方法は、衝撃的な加熱が行われる平面の上側で柱状堆積体を約１００℃迄加熱することによって装填物質の予乾燥を行うことにより有利に発展する。その場合、装填物質の水分が十分に蒸発され、これによって、装填材料の所望の自然下降運動が改善される。変更された工程において、装填物質の予乾燥が行われず、又は装填物質の冷却が行われ、後者の場合、高温の原材料の場合、装入部分の壁への付着を防止する上で有用である。
【００１６】
余剰ガスを吸い出すために負圧を加えると特に有利である。即ち、余剰ガスの吸出しは、一方ではガスが反応炉から上向きに逃げ出さず、他方では柱状堆積体を通過して吸い込まれる大気の量が最少であるように行わねばならない。反応炉内に存在する漏洩空気の量を最少にする目的は、余剰ガスにおける窒素酸化物の分量を減少することと、続くガス処理装置を単純に形成できるようにすべく総ガス量を少なくすることとにある。
【００１７】
以下図示の実施例を参照し、本発明の他の利点、詳細および発展形態を詳細に説明する。
【００１８】
以下図１を参照して本発明に基づく反応炉の有利な実施例を説明する。反応炉の詳細説明に関連し、反応炉に装填物質として有機成分の廃棄物を装填し、処理する際に進行する工程についても説明する。請求項１の記載から理解できるように、本発明に基づく方法の実施は、必ずしもここで述べる反応炉に結びつけられず、場合によっては変更した設備を採用しても実施できる。他の装填物質を利用する場合、反応炉および／又は方法は目的に合わせて変更できる（例えばガス供給と排出の技術的実施の柔軟な配置と形成、反応炉外被の加熱又は冷却等）。一般に、非有機性の装填物質をガス化／溶融する際、例えば大きなエネルギ値の装填物質（例えば有機廃棄物、使用済み古木材等）を添加することで、種々の装填物質を組み合わせることもできる。
【００１９】
図示の反応炉は、その上端に装入部分１を備える。該部分１は少なくとも１つの入口開口２を有し、この入口開口２を通して物質的又はエネルギ的に再利用すべき装填物質が送り込まれる。この装填物質では有機成分が特に勝っているので、反応炉およびその方法は特に、通常の家庭ごみと家庭ごみに類似した産業廃棄物とを処理するのに適する。所定の装填物質組成において、可燃性成分の量が燃焼過程およびガス化過程を実施するに不十分な場合、可燃性添加物からエネルギ担体が装填物質に添加する。その場合、普通の様式で所定量のコークスを添加し、又は木材を添加することで総燃料比を高めることができる。事情によっては、例えばｐＨ値に影響を与えるべく、別の添加物を付加することも有効である。かかる処置は、当該技術者において周知なので、ここでは詳述しない。
【００２０】
装填物質および場合により添加物は、適当な搬送装置３により入口開口２を経て反応炉に入れられる。これにより柱状堆積体（ばら積み体）４が形成される。この柱状堆積体４の高さは、充填レベル測定器（図示せず）により監視される。その柱状堆積体高さは最低レベルと最高レベルの間に保たねばならない。その最低レベルは、反応炉の上部で柱状堆積体４が、多量の外気が反応炉に侵入することを防止するしゃ断層として作用可能なレベルに定められる。
【００２１】
装入部分１の下側に予熱部分５が続いている。図示の実施例の場合、この予熱部分５は装填物質の予乾燥に使われる。装入部分と予熱部分は、円筒状又は下向きに僅かに広がる円錐形状に形成するとよい。予熱部分５は二重壁を有し、熱伝達媒体が導かれる壁中空室６が形成される。その二重壁構造の予熱部分５の範囲において柱状堆積体に、熱伝達媒体によって熱が供給され、これによって、装填物質が予熱ないし予乾燥される。場合によっては、壁中空室が省かれ、入熱が例えば反応炉の高温領域から直接熱伝導によって行われる。その入熱量は、所定の装填物質の壁への粘着を十分に防止可能なように定められる。更に、予乾燥によって水分が除去されるので、その水分がガス化過程に追加的な負荷を課すことはない。柱状堆積体４は、予熱部分５において約１００℃にされる。
【００２２】
場合によっては、予熱部分を装填物質の組成のために予乾燥が不要であるとき完全に省き、又は予熱部分を特別な場合に装填物質の冷却に利用する。
【００２３】
予熱部分５の下側に熱分解部分８が続いている。その場合、予熱部分（これが省かれているときには装入部分）から熱分解部分に移行する個所で、開口断面が急激に増大している。この移行範囲でピット開口断面積は、好適には少なくとも２倍に増大し、これにより一方では、装填物質の沈降速度が減少され、他方では円錐状堆積体９が形成される。この円錐状堆積体９は、予乾燥部分の中央に柱状堆積体４から供給される。円錐状堆積体９は、その周縁部が平らになっているので、そこに自由空間が生じている。熱分解部分８のこの上側周縁部位に、ガス供給装置１０が存在する。図示の実施例では、ガス供給装置１０は環状ガス供給室１０として形成されている。このガス供給室１０は、ほぼ横断面拡大部の平面で熱分解部分８に開口している。ガス供給室１０の目的は、円錐状堆積体９に高温ガスを送ることにある。ガス供給装置は、ノズル、壁開口又は円錐状堆積体９に高温ガスを供給する別の装置でもよい。そのため、図示の実施例では、少なくとも１つのバーナ１２を備えた少なくとも１つの燃焼器１１がガス供給室１０に開口している。そのバーナ１２は必要な高温ガスを発生し、このガスは燃焼器およびガス供給室を経て円錐状堆積体９に、好適には接線方向に送られる。別の実施例で、円錐状堆積体９をできるだけ一様に加熱することが望まれるとき、複数の燃焼器又は複数のバーナが採用される。
【００２４】
バーナ１２での燃焼は酸素欠乏状態で行うのがよく、ほぼ化学量論的な燃焼で温度が約１０００℃の不活性燃焼ガスが用意される。少なくとも始動時、バーナは反応炉から直接得られない別種燃料を必要とする。例えば天然ガス、油、先行するガス化過程で生じ中間貯蔵された余剰ガス、混合ガス、液体・ガス混合物、粉塵・ガス混合物又はエネルギ的観点から適した別の媒体が採用される。反応炉が後述する運転状態になるや否や、バーナ１２は場合により予め浄化された余剰ガスで運転される。適当な調整に伴う二酸化炭素と水蒸気からなる燃焼ガスの十分な供給により、円錐状堆積体範囲に存在する装填物質が衝撃的に加熱される。８００〜１０００℃の温度への材料の極めて急速な加熱は、その材料を非常に速く乾燥させ、この結果、壁への接着又は粘着が防止される。むしろ少なくとも部分的に装填物質の凝集が生ずる。更に、既に反応炉の上部で熱分解生成物の追い出しが始まる。導入されたガスが十分に不活性なので、空気が円錐状堆積体の上に積み上げられた柱状堆積体４を通して吸い込まれるか、又は装填材料と一緒に入れられない限り、その熱分解生成物はほんの僅かしか燃焼部に供給されない。装填物質の急速で強力な加熱に伴い、細かな粉塵や微粒子は急速にガス化又は燃焼され、この結果、粉塵処理の際に従来技術で生じていた問題が回避される。むしろいまや、装填物質に所定の関係で粉塵又は微粒子が添加される。
【００２５】
そして装填物質は熱分解部分８で一層沈降し、その際特に、中央に供給され熱伝達により同様に加熱される材料も熱分解を続ける。熱分解部分の壁は、熱絶縁および／又は二重壁構造に形成するとよく、必要に応じ、壁中空室内を同様に熱伝達媒体が導かれる。熱絶縁からの熱伝達媒体による追加的な入熱量は、装填物質が熱分解部分８の下部で特に５００℃より高い温度を有するよう定められる。この個所の所望の温度は、特殊な装填物質材料に関係して的確に調整される。
【００２６】
熱分解部分８の下側に溶融・過熱部分１４が続く。該部分は横断面狭窄部を有し、この狭窄部に基づき、装填物質材料の沈降速度が変化する。主に有機性の廃棄物を処理する例で、その横断面狭窄部は、例えばそのピッチ部分を水平線に対し６０°の角度で円錐状に狭めることで、横断面積が少なくとも１０％狭められている。更に、溶融・過熱部分１４に上側燃料注入装置１５が存在する。図示の実施例では、この上側燃料注入装置１５が円周方向に分布して配置された複数の酸素供給棒１６で形成されている。これら酸素供給棒１６は、過熱防止のため例えば水冷される。異なる実施形態で、上側燃料注入装置として、溶融・過熱領域における温度を所望の値に調整する目的で、種々の燃料ガス又はガス組成を制御して供給するノズル、バーナなどが採用される。そのために酸素供給が不十分な場合（例えばその個所で一時的に十分に大きなエネルギ値の装填物質が用立てられないとき）、別種燃料ガス又は反応炉で得られた余剰ガスが注入装置を経て導入される。特別な実施例では、上側燃料注入装置１５により、横断面狭窄部の平面のすぐ下側に、適切に配量された酸素が供給される。この結果、溶融・過熱部分１４の範囲に高温領域１７が生ずる。この高温領域１７は、特に１５００〜２０００℃の温度となっているが、この温度は各装填材料に合わせねばならない。
【００２７】
ガス供給室１０を経て導入した（不活性）燃焼ガスおよび熱分解部分８内に形成された熱分解ガスが、その高温領域１７を経て吸い出される。高温領域における酸素供給は、酸素欠乏状態で燃焼が行われるように制御される。これにより温度が一層高まり、装填材料の残留物質が一層コークス化される。高温領域１７における温度は、スラグを形成する鉱物成分と金属成分がこの領域で溶融するように設定される。装填物質内に含まれる所定量の有害物質（例えば重金属）は、その溶融物内に溶解される。そして金属溶融物とスラグ溶融物が滴り落ちる。極めて十分にコークス化された残留物も同様に一層沈降する。
【００２８】
溶融・過熱部分１４の下側に還元部分２０が存在する。コークス化済み残留物が該還元部分２０内を十分な滞在時間で一層沈降する。還元部分２０はガス吸出し室２１を有し、該室２１を経て余剰ガスが吸出される。従って、吸出される全てのガスは、高温領域１７とその下側にコークス化済み残留物で形成された還元領域２２を貫流する。ガスは還元領域２２で、そこに存在する炭素により還元される。特に、二酸化炭素が一酸化炭素に変換され、その際特にばら積み材内になお残存する炭素が捕捉され、一層ガス化される。更に、ガスは還元領域２２の通過中に冷却され、この結果ガスは技術的に支配できる温度、好適には約８００〜１０００℃で吸出される。吸出された余剰ガスは、後続の冷却および／又は浄化段（図示せず）と適当な搬送装置（圧縮機や送風機）に導入される。そして、主に有機成分の廃棄物のガス化時、余剰ガスの例えば約８０〜９０％が、燃料ガスとして物質的および／又はエネルギ的な再利用に供される。その場合、約１０〜２０％の部分流が固有ガスとして上述のバーナ１２と燃料注入装置とに導入される。この部分流に対する冷却／浄化は最小限にされる。またガス吸出し室２１は環状にするとよく、それに接続された搬送装置がガスの吸出しに使われる。
【００２９】
ガス吸出し室２１の下側に耐火レンガで内張りされた炉床２５が続く。この炉床２５内に金属溶融物およびスラグ溶融物が集められる。該溶融物が流動状態を維持するよう、溶融物の直ぐ上側でガス吸出し室２１の下側に、下側燃料注入装置２６が設けられている。図示の実施例において、この注入装置２６は複数の酸素供給棒１６（場合によって水冷式）を有している。又は下側燃料注入装置２６は、上側燃料注入装置１５について上述したように形成され運転される。適当量の酸素、ガス、燃料ガス等を注入することで、溶融物が流動状態を維持し、集められた後で流出口２７を経て反応炉から排出するに十分な高温にされる。例えばその温度は約１５００℃であると有利である。導入する酸素／燃料ガスの総量の燃焼器１１、上側燃料注入装置１５および下側燃料注入装置２６への配分は、装填材料を十分に再利用し、残留物内の有害物質を最小にする目的で、利用する装填材料と他のプロセスパラメータに応じて、最適に設定せねばならない。
【００３０】
当該技術者に自明のとおり、例えばコスト削減のため、酸素に代えて酸素・空気混合気や酸素・燃料ガス混合気を導入することも勿論できる。同様に、例示した温度値は処理すべき装填材料や所望のプロセス速度に関係して適合させ得ることは自明である。また装填材料は、場合により、反応炉に入れる前に、閉塞を防止すべく機械的に破砕することも勿論できる。装填物質と所望の最終生成物に応じ、発熱量を安定化しかつ余剰ガスの収量を増大するため並びにスラグ形成、塩基度およびスラグの流れ性を改善すべく、所定の添加物が必要である。
【００３１】
反応炉において液体も変換しようとするときは、液体をガス供給室１０に開口するか別のガス供給装置と複合されている液体注入装置３０を経て導入するとよい。この液体注入装置３０を経て、水、水蒸気又は別の廃棄処理すべき液体を導入する。その場合、所望の廃棄処理の他に、不活性燃焼ガスの温度、熱分解プロセスおよび／又は余剰ガスの組成と温度を調整することもできる。
【００３２】
更に、必要に応じ、処理すべき粉塵を粉塵供給管３１を経てプロセス設備に入れることができる。粉塵供給管３１は、好適には装入部分１の中央で予熱部分５に導入された配量管であり、円錐状堆積体９近傍で終えている。従って、粉塵は装填物質の衝撃的に加熱される部位の直近に搬送され、配量管から流出した際に直ちに高温作用に曝され、閉塞等を生ずることなく燃焼又はガス化される。
【００３３】
上述の実施形態は、特に有機成分を含む廃棄物を処理（ガス化および溶融）するのに適しているが、別の装填物質を利用すべく、反応炉の変更が必要であるか目的に適っていることは、当該技術者において自明である。一般に、金属分が多い特別な廃棄物又は装填物質も処理される。その場合、一部はガス化原理が、一部は溶融原理が勝っている。また種々の装填物質も組み合わせられる。即ち、例えば非有機性の装填物質を溶融すべく、高いエネルギ値の装填物質（例えば有機廃棄物、使用済み古木材等）を添加することができる。
【００３４】
特別な採用分野から、本発明に基づく反応炉および本発明に基づく方法に対する更なる変更および構成が考えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に基づく反応炉の概略断面図。
【符号の説明】
１    装入部分
２    入口開口
４    柱状堆積体
５    予熱部分
６    壁中空室
８    熱分解部分
９    円錐状堆積体
１０    ガス供給装置
１４    溶融・過熱部分
１５    上側燃料注入装置
１６    酸素供給棒
１７    高温領域
２０    還元部分
２１    ガス吸込み装置
２２    還元領域
２６    下側燃料注入装置
２５    炉床
２７    流出口
３０    液体供給管
【図１】
0004426150.tif 000002