JPH08501871A

JPH08501871A - 廃棄物焼却炉及び廃棄物を流体燃料に転換する方法

Info

Publication number: JPH08501871A
Application number: JP6524333A
Authority: JP
Inventors: コーツェボーン，ロバート・エヌ; グウィン，ウィリアム・ディー
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-04-27
Filing date: 1994-04-15
Publication date: 1996-02-27
Also published as: EP0691391A1; WO1994025415A1; US5370715A

Abstract

(57)【要約】毒性材料を含有する多種類の有機廃棄物は、化学還元雰囲気内での蒸気の存在下、材料を１２００℃以上まで加熱することにより、合成ガスすなわち分子状水素又はメタノール及び無機物固体残渣に転換される。ガス化された廃棄物は、密封された反応容器（１２）内での垂直流路に沿って移動する。該流路に沿う下方領域及び上方領域のいずれの位置にもある垂直方向に延びる復熱式ヒーター（２４）により、熱が負荷され、流路に沿って一回通過する間に廃棄物を熱分解するために十分な長さの高温ゾーンが提供される。灰除去装置（３１）は、反応により生成された粒子状固体残渣の定期的な除去を可能とする。廃棄物が反応チャンバ内に入る前に、汚れている及び／又は汚染されている液体水を廃棄物内に混合することにより蒸気が与えられてもよく、したがって、外部ボイラー及び純水の必要性を排除できる。該装置によれば、非常に高い処理量が認められ、且つ大気中、地中及び水中にいかなる汚染物をも放出しない。

Description

【発明の詳細な説明】廃棄物焼却炉及び廃棄物を流体燃料に転換する方法技術分野本発明は、廃棄物材料の処理に関し、特に廃棄物を含有する炭素を有用な流体燃料及び無機物残渣に転換する方法及び装置に関する。発明の背景近代の技術及び人口の増加により、廃棄物材料が非常に多量に産出されるようになった。該材料の多くは、有機物すなわち炭素質物質からなり、自然処理工程によっては迅速に分解されないものである。成長する廃棄物材料の蓄積は、非常に重大な問題を引き起こしている。現存する埋め立て地あるいはごみ処理場は、すぐに満たされてしまう。新規なごみ処理場の造成は、好ましくは別の使用目的に供されるべきかあるいは自然状態のまま保護されるべきである追加の土地を要求することになる。環境を考慮すれば、さらに問題は複雑となる。ごみ処理場及び廃棄物処理は、大気汚染及び水質汚染の主原因となり得る。いくつかの廃棄物は、有毒であったりあるいは感染性であったりするので、他の廃物と同じ態様では廃棄することができない。コスト的な問題は、多くの自治体での人口増加のニーズに合致する汚物処理施設の更新及び拡大を妨げている。これは、多くの地域において、深刻な健康被害を生み出している。いくつかの廃棄物材料は燃焼させることが可能であるが、この場合にも放出される前に焼却産物が慎重に除去されているにもかかわらず、汚染物質を大気中に放出する。いくつかの有機材料は、公知のガス化工程により分解して有用な合成ガスに転換することができる。例えば、石炭は非空気接触で加熱されると、コークスとして知られる安定な固体残渣及び石炭ガスを主成分とする揮発性材料に分解される。コークス残渣は、蒸気内でガス化されて水性ガスを生じる。石炭ガス及び石炭ガスと水性ガスとの混合物は、公共燃料または産業用燃料として広範囲に使用されている。発生炉ガスとして知られている低級ガスは、空気あるいは空気と蒸気との混合物を石炭の深型ホットベッドを貫通してブローすることにより作ることができる。上述の公知の方法による有機物材料のガス化は、汚染物質を生成し且つ放出する。さらに、かような多くの方法は、合成ガスの質を低下させ、またガスを生成するために用いられる装置を汚すタール及び他の望ましくない揮発性物質を生成する。該方法では、供給原料内の炭素の多くが不燃性の二酸化炭素に酸化するので、合成ガスのエネルギー容量を低下させる。従来の方法により生成された合成ガスは、公知技術により、可燃性流体燃料であるメタノールに転換することができる。従来の方法により生成されたメタノールは、ガス中の不純物に起因する水を含有してしまう傾向にある。種々の有機廃棄物材料は汚染物質の生成なしに分解できること、及び高いエネルギー容量の燃料ガスは高温、化学還元雰囲気でのガス化工程により処理することで生成可能であることが既に認められている。反応チャンバは密封されて空気を締め出すので、反応過熱蒸気からの遊離酸素がチャンバ内へ注入される。大気中等での化学的要素は、ガス化の初期形態にて生じる酸化工程とは対照的に、低酸素状態まで還元される。毒性物質を含有する供給原料内の有機化合物は分解される。反応生成物は、非常に高品質の合成ガス及び無機塩の残渣である。還元雰囲気で作用する廃棄物予ガス化は、生産物を種々に制限し、あるいは結果的に望ましくない高い処理コストを生じさせる。材料を完全に分解させるために、高温ゾーンを通る廃棄物材料の還流路が必要となる場合もある。また電気ヒータを作動させる目的で、外部源からの電気エネルギーの高入力を必要とする場合もある。多種の異なる廃棄物材料の処置に適合させることが容易ではない場合もある。廃棄物の予ガス化は、反応チャンバに蒸気を供給するボイラー用の多量の水を必要とする。こうして、多容量の廃棄物処理装置内には、過容量の湯垢が生成することになり、実際問題として、従来技術を用いるかような廃棄物処理装置には、コストが高い蒸留水すなわちイオン除去された水を準備することが必要となる。本発明は、上述の問題の１以上を解決することを目的とする。発明の概要１つの特徴として、本発明は、炭素質廃棄物材料を可燃性ガス及び無機物残渣に転換することにより分解する装置を提供する。該装置は、垂直方向に延びる流路を形成し且つ供給原料入口ポート及びガス出口ポートを有する内部反応チャンバを具備する反応容器を含む。さらなる構成要素として、廃棄物材料の流れを該チャンバ内に向ける手段、酸素ガスの侵入を阻止することにより該反応チャンバ内に化学還元雰囲気を作り出す手段、及び該チャンバ内の含有物を加熱する手段を含む。該加熱手段は、燃焼する燃料の燃焼生成物を反応チャンバの外側位置で排出する複数の復熱式燃料燃焼ヒーターを含む。該ヒーターは、流路にて、反応チャンバ内に位置付けられている熱交換表面を有する。該熱交換表面は、流路に沿う複数の位置にて、反応容器の含有物に熱を伝達して、反応容器内に垂直方向に延びる高温廃棄物分解ゾーンを提供する。本発明の別の特徴において、炭素質廃棄物材料を可燃性ガス及び無機物残渣に転換することにより分解する装置は、廃棄物材料流路を形成し且つ供給原料入り口ポート及びガス出口ポートを有する内部反応チャンバを具備する反応容器を含む。さらなる構成要素として、廃棄物材料の流れを該入り口ポートを通して反応チャンバ内に向ける手段、該チャンバ内への酸素ガスの侵入を阻止する手段及び蒸気の存在下にてチャンバの含有物を加熱する加熱手段を含む。さらに該装置は、廃棄物材料が反応チャンバ内に入る前に、廃棄物材料内に液体水の流れを注入することにより、蒸気を生成する手段を含む。別の特徴において、炭素質廃棄物材料を可燃性ガス及び無機物残渣に転換する方法は、蒸気の存在下にて高温の化学還元雰囲気に材料の流れをさらしながら、密封されたチャンバ内の垂直流路に沿って材料の流れを向ける工程を含む。さらなる工程として、反応チャンバ内の復熱式燃料バーナー内にて燃料を燃焼させて、燃焼中の燃料からの廃棄物材料及び燃料を燃焼させることにより生成した燃焼生成物を分離しながら、高温を作り出す工程を含む。燃料を燃焼させることにより生成された熱は、流路の下方領域及び上方領域にてチャンバ内での廃棄物材料の流れに直接伝達されて、該流路に沿った廃棄物分解ゾーンを提供する。該廃棄物分解ゾーンは、材料が流路に沿って一回だけ通過する間に材料を分解するために十分な長さである。さらに本発明の別の特徴において、炭素質廃棄物材料を可燃性ガス及び無機物残渣に転換する方法は、蒸気の存在下にて高温の化学還元雰囲気に廃棄物材料の流れをさらしながら、密封された反応チャンバ内での流路に沿って廃棄物材料の流れを向ける工程を含む。該蒸気は、廃棄物材料が反応チャンバ内に入る前に、廃棄物材料を液体水と混合することにより生成される。本発明は、コスト的に効果的な態様にて且つ大気中、地中あるいは水中にいかなる汚染物質をも放出することなく、多種類の有機廃棄物を迅速に且つ効果的に分解する。反応のただ一つの産物は、高品質の可燃性ガスすなわち液体燃料及び粒子化された無機塩の小さな残渣である。復熱式ヒーターが反応容器内に位置付けられており、廃棄物材料を一回だけ通過させることで、該材料の十分な分解を引き起こすために十分な長さを有する熱分解ゾーンを作り出すよう配列されているので、廃棄物材料の連続流を反応容器内に供給することもでき、還流なしに材料の分解を生じさせることもできる。本発明の好ましい態様において、反応容器により生成されたガスの一部は、ヒーターに燃料を供給するために用いられる。よって、作用温度まで反応チャンバを初期加熱した後で、ヒーターを作動させるために、外部源からエネルギーを供給する必要はない。反応のために必要とされる蒸気は、廃棄物材料が高温反応ゾーンに侵入する前に、液体水を廃棄物材料の流れに注入することにより生成できる。よって、外部ボイラーは必要でなく、汚れたあるいは不純物で汚染された水を用いることもできる。該装置は、処理条件の連続モニタリングを可能とするキー位置にて、温度センサ及び圧力センサ並びにガス成分検知器を具備することが好ましい。これにより、異なる供給原料及び異なる操作条件に適合させ、あるいは産出ガス成分を変えるために、流速、温度等の調節を可能とする。装置のモニタリング及び調節は、オンラインデジタルコンピュータにより制御することもできる。以下の記載及び添付図面を参照することで、さらなる特徴及び利点とともに、本発明はさらに理解されるであろう。図面の簡単な説明図１は、本発明を具現化する廃棄物焼却炉の反応容器の部分的に断面で示した立面図である。図２は、図１の線２−２に沿った反応容器の横断面図である。図３は、廃棄物焼却炉の灰除去装置構成要素の破断立面図である。図４は、図３の線４−４に沿った横断面図である。図５は、反応容器内の処理工程条件をモニターする温度、圧力及びガス成分センサープローブの軸方向断面図である。図６は、廃棄物焼却炉装置の他の構成要素を備えた反応容器の概略説明図である。図７は、図１〜図６の廃棄物焼却炉装置の制御装置構成の概略図である。図８は、特に液体廃棄物を多量に処理するべく改良された反応容器の下部領域の破断立面図である。図９は、合成ガスを高純度メタノールに転換するために用いることができる追加の構成要素を示す概略図である。好ましい実施態様の詳細な説明最初に、図面の図１及び図２を参照すれば、廃棄物焼却炉１１は、頂部のガス出口ポート１４及び基部の灰出口ポート１６の間に垂直方向に延びる内部反応チャンバ１３を有する反応容器１２を含む。容器１２は、スチール製の外殻１７及び耐火性材料の厚い内側ライニング１８を有していてもよい。耐火性材料の分割された構造物は熱的に引き起こされるストレスによるクラッキングの影響を受けにくいので、ライニング１８は、耐火性材料の個々のブロック１９で形成されていることが好ましい。処理されるべき廃棄物の固体成分は、反応容器１２に入れられる前に、典型的には２インチ以下の直径を有する小さなピースに裁断される。廃棄物供給原料は、チャンバ１３の基部の上の離隔された位置にて容器１２の側壁の下部分にある供給原料入り口ポート２１を通ってチャンバ１３に入る。供給原料の固体ピースは、炉格子２２に向かって下降し、処理工程の間にガス化される。供給原料の固体ピース残余は、チャンバ１３の基部にて多孔性の炉格子２２上に保持され、且つ後述する構成要素により生成される熱及び蒸気により迅速にガス化される。供給原料のガス化は、チャンバ１３内の含有物を加熱する加熱手段２３により達成される。該加熱手段２３は、ガス燃焼式である複数のヒーター２４を含む。こうして、容器自身の含有物を加熱するために、反応容器１３の燃料ガス産出物の一部を使用することができる。さらにヒーター２４は、ガス不透過性のハウジング２６の軸に沿って延びる細長いバーナー要素２５を有し、且つ燃焼した燃料の燃焼生成物を加熱された領域に放出しない復熱式であってもよい。かような燃焼生成物は、排気ダクト２７を通じて容器１３の外側の位置にて排出される。燃料及び空気入り口２８及び２９は、それぞれハウジング２６の端部に連結し、容器１３の外側表面から突出する。この種の復熱式ヒーターは、当該技術分野では公知であり、商業的に入手可能である。ヒーターハウジング２６は、細長い円筒状の形状を有しており、また本発明の装置においては、ヒーターはチャンバ１３の側壁と平行関係に垂直方向に延びる。６個のヒーター２４からなる上部ヒーター群は、容器１２の頂部から下降してチャンバ１３の上部領域内に延びており、またそれぞれ離隔して且つ容器の垂直方向中心線の回りに等間隔に位置付けられている。６個のヒーター２４からなる下部ヒーター群は、容器１３の底部から上方にチャンバ１３の下部領域内に延びており、また各ヒーターは上部ヒーター群の一つのヒーターと整合されて且つ離隔されている。熱分解及び供給原料のガス化により生成されたガスは、出口ポート１４内に延びる垂直方向に方向付けられた通路に沿って上方向に流れる。ヒーターハウジング２６の外部表面は、チャンバ１３の含有物を加熱する熱伝導表面である。上述のヒーターにより、熱は、ガス流路に沿った複数の位置にて上昇するガスに伝達される。こうして、ガス流路内に、垂直方向に十分に広い最大温度ゾーンが提供されて、上昇する物質が流路に沿って１回通過する間に、該上昇する物質を所望の燃料ガス及び残渣塩に完全に転換することが可能となる。１２００℃以上の温度で所望の化学反応が非常に早い速度で生じるので、ヒーター２４は、広範囲の最大温度ゾーン内で、少なくとも１２００℃の温度を維持するために十分な容量を有することが好ましい。灰除去装置３１は、処理工程中にチャンバ１３内に大気中の酸素を流入させることなく、反応により生成された粒状の固体残渣を定期的に除去することを可能とする。さて、図３を参照すれば、灰除去装置は、残渣を受け入れ一時的に貯蔵する内部チャンバ３３を備える第１のハウジング３２を有する。ハウジング３２は、その頂部に入り口開口３４を有する。該開口３４は、上部バルブ３６及びテーパード灰導管３７を通して、容器１２の灰出口ポート１６と連通している。ハウジング３２の基部の灰出口開口３８は、下部バルブ４１及びパイプ４２を通して、灰除去ポンプ３９と連通している。水供給源４３からの水は、通常は閉鎖されている第１の水バルブ４４を通して、灰導管３７の上端部領域内に向けられてもよく、また通常は閉鎖されている第２の水バルブ４６を開放することによりハウジング３２の上部領域内に向けられてもよい。離れた位置にあるコントロールセンターから灰除去装置３１の制御を可能とするために、水バルブ４４及び４６は、電気信号により賦活されるソレノイドバルブ等の公知のタイプとする。図３及び図４を結合的に参照すれば、上部バルブ３６及び下部バルブ４１は、電気信号に応答する公知のタイプのアクチュエータ４７を有するゲートバルブである。作動中、上部バルブ３６は当初、開放されており、下部バルブ４１は閉鎖されている。ハウジング３２及び灰導管３７の下部領域は、一時的にバルブ４４及び４６を開放することにより、水で充填される。灰導管３７の壁にある水センサー４８は、水がセンサーレベルまで上昇した時にコントロールセンターに信号を転送し、バルブ４４及び４６が水を該レベルに維持すべく調節される。廃棄物焼却炉１１の次の操作の間、反応の固体残渣は、灰除去ハウジング３２内に落下する。灰センサー４９は、ハウジング３２が多量の残渣で充填された時にコントロールセンターに電気信号を転送する。センサー４９は、ハウジング３２の上部部分に固定されているサブハウジング５１を有する。該サブハウジング５１は、強磁性材料で形成されている上端部５３と、ハウジング３２の内側に開くスリーブ５６内に延びる下端部５４と、を有するスライド可能なプランジャ５２を含有する。プランジャ５２の通常の位置では、プランジャの上端部５３のわずかな部分が、サブハウジング５１内の電気ソレノイドコイル５７の上端部内に延びる。プランジャ５２は、プランジャの中心域にてフランジ５９を押圧する螺旋圧縮バネ５８により通常の位置に偏倚されている。コイル５７は、廃棄物焼却炉１１の作動中に定期的に活発化されて、プランジャ５２の上端部５３をさらにコイル内に引く。こうして、プランジャ５２の下端部５４のハウジング３２の内側への定期的な挿入が引き起こされる。一対の電気接点６１は、導電性板バネ６２に備えられており、次いでプランジャフランジ５９に固定される。プランジャ５２がハウジング３２内の最大挿入地点まで到達したときに、接点６１は一対の電気ターミナル６３に接触し且つ電気的に連結する。ターミナル６３は、後述するコントロールセンターに電気的に連結されており、プランジャ５２がハウジング３２内の最大挿入地点に到達したときに、信号がコントロールセンターに転送される。ハウジング３２内の残渣の堆積が、プランジャ５２の挿入を完全に阻止するレベルまで上昇する場合には、信号は転送されない。信号の不在に応答して、上部バルブ３６が閉鎖され、下部バルブ４１が開放され、灰除去ポンプ３９が賦活され、水バルブ４６が一時的に開放されて、チャンバ３２の含有物をスラリー状にしてポンプ内に洗い流す。ハウジング３２を空にするに十分な時間が経過した後、バルブ４１は閉鎖され、ポンプ３９は不活化され、バルブ３６は再度開放される。チャンバ３３及び導管３７の下部領域は、再度水で充填され、こうして灰除去装置３１は操作の次のサイクルのために状態が整えられる。反応容器１２内での化学反応は、残渣除去操作の間、中断されない。図６を参照すれば、処理されるべき廃棄物材料すなわち供給原料は、必要であれば、前述の態様のように裁断されてもよく、次いでホッパー６４内に導入されてもよい。ホッパー６４からの供給原料は、電気的に賦活されたフローコントロールバルブ６６及び流れ導管６７を通して、液体／固体混合物を組み上げる公知のタイプのスラリーポンプ６６の取り入れ口に運ばれる。反応容器１２内で反応を進めるために必要とされる蒸気を準備するために、制御された液体水流は、流れ導管６７を貫通して移送するにつれ、供給原料と相互に混合される。この目的のために、供給源４３からの水は、ポンプ６８により加圧され、且つ別の電気的に賦活されたフローコントロールバルブ６９を通して導管６７に運ばれる。蒸気を生成するために外部ボイラーを用いる一般的なタイプの従来の廃棄物焼却炉と比較すれば、水を蒸留あるいは脱イオン化する必要はなく、事実、汚れた水あるいは汚染された水を用いることもできる。必要とされる水の量は、供給原料の成分に依存し、且つ経験的に決定することができる。スラリーポンプ６６は、供給原料の流れを第１の熱交換器７１を通して反応容器１２の入り口ポート２１まで運ぶ。該第１の熱交換器７１は、反応容器に材料を入れる前に、例えば材料を約５００℃まで予熱する。熱は、交換器を通して前述の復熱式ヒーター２４からの熱い排気ガスを向けることにより、交換器７１に供給される。この高温度にて、反応容器位置口ポート２１内への供給原料流れの流入に先立ち、ガス化工程が開始される。水含有量及び反応容器１２内の圧力の微調整は、別のフローコントロールバルブ７２により規定され、該バルブを通してポンプ８６からの加圧された水を供給原料入り口ポート２１内に入れることもできる。前述の反応容器１２の基部での灰流れ導管３７内の水は、ガス化処理工程のための第２の蒸気源を提供する。こうして、容器１２内で新規に生成した合成ガスの上昇流が、容器の下部領域における、特に炉格子２２における水分子と供給原料の表面との接触を妨げることができるので、処理効率を大幅に増加することができる。再度、図１を参照すれば、この水源はまた、灰除去装置３１及び容器１２の底部領域、すなわち炉格子２２の下部を冷却するべく作用する。再度、図６を参照すれば、反応容器１２内で生成される可燃性ガスは、ダクト７３内に流れ、次いで第２の熱交換器４７を通して流れ、ここでヒーター２４に供給される空気を加熱するために最初に利用される。かような加熱は、ヒーターの効率を増長する。第１のブロワー７６は、反応容器１２の頂部内に延びるヒーター２４に空気を供給し、第２のブロワー７７は、反応容器の底部内に上に延びるヒーターに空気を供給する。空気の所望の加熱を効果的にするために、両方のブロワー７６及び７７の産出空気導管７８は、第２の熱交換器７４内に延びる。廃棄物焼却炉１１により生成される可燃性ガスの一部は、ヒーター２４に燃料を供給するために用いられる。この目的のために、別の電気的に賦活されるフローコントロールバルブ７９が用いられて、ダクト７３から反応容器１２の頂部にあるヒーター２４の燃料入り口までガスを転送する。さらに別のかようなフローコントロールバルブ８１が、ダクトから反応容器の底部にあるヒーターまでガスを転送する。装置の始動時にガスをヒーター２４に提供するために、操作の前段階で生成されているガスが加圧されたタンク８２内に貯蔵され、別のフローコントロールバルブ８３を通して頂部のヒーター群２４に、あるいは追加のフローコントロールバルブ８４を通して底部のヒーター群に、選択的に運ばれてもよい。装置の初期始動を可能とするために、バルブ８３及び８４を閉鎖することにより、また三方バルブ８０をセットして実用天然ガスライン８２ａあるいはプロパンガス貯蔵タンク８２ｂからのガスを導入することにより、タンク８２を外部源からの燃料ガスで充満してもよい。あるいは、タンクの入り口／出口ポートにて別のバルブ８５を閉鎖することにより、貯蔵タンク８２をバルブ８３及び８４から一時的に分離させてもよいし、また三方バルブ８０を調節して、バルブ８３及び８４を通して天然ガス若しくはプロパンのいずれかを直接バーナー２４に供給してもよい。分離している個々のバルブ７９及び８１並びに分離している個々のブロワー７６及び７７が設けられ、後述する目的のために、反応容器１２の頂部及び底部でのヒーター２４への空気流及び燃料流を制御して、容器の上部領域及び下部領域での独立した温度変化を可能とする。第２の熱変換器７４からの燃料ガス流は、第３の熱交換器８６を貫通する通路により冷却され、次いで該流中に残っているであろう粒子を除去するサイクロン分離器８７を通過する。分離器８７からの生産物は、通例の目的のために用いられるであろう高品質燃料ガスである。圧力超過あるいは他の潜在的に危険な機械の機能不全が起こったとしても、ガスを着火させ、燃焼させまた放出するために、反応容器１２からのガス出口ダクト７３は、公知の設計の安全炎８８と連通される。さらに論じると、該装置の作動の幾つかのモードは、燃料ガス流出物への添加剤の添加を要求するかもしれない。かような添加剤を第２の熱交換器７４の頂部にスプレーしてもよい。この目的のために、別のポンプ８９は、供給リザーバ９１からの添加剤を吸引し、添加剤を導管９２を通して交換器７４内に向ける。いくつかの添加剤は、灰または粒子状残渣を生成する。ロータリー型灰ロック９３は、第２及び第３の熱交換器７４及び８６の基部と連通され、交換器からガスを放出することなくあるいは交換器内にガスを流入することなく公知の態様にて、かような灰を除去する。廃棄物焼却炉１１の効率的な制御は、装置内のあるキーポイントでの温度、圧力及びガス成分のモニタリングを要求する。かようなモニタリングもまた、装置制御を自動的調節可能とし、異なる供給原料成分及び異なる作動条件に適合させることもできる。再度、図１を参照すれば、４個の垂直方向に離隔したセンサープローブ９４は、反応容器１２の側壁を貫通して延び、且つガス流路の４つの異なるレベルのそれぞれにて、温度及びガス成分をモニタする。図５を参照すれば、かようなセンサープローブ９４のそれぞれは、容器１２の側壁に適合する通路を貫通して延びるセラミックチューブ９６と、容器の外部にて該チューブの端部に固定される円形ハウジング９７と、を有する。ハウジング９７内の温度センサー９８は、レンズ９９及び該レンズの焦点に位置決めされた不透明盤１０２の中央孔１０１を通して、反応容器１２の内部を観測する。センサー９８は、フォトトランジスター１０３等に衝突する赤外線エネルギー強度を検知し、且つ赤外線強度に比例する電圧を転送する公知のタイプのものでよい。チューブ９６内の小さなガスパイプ１０４は、容器１３の内部からのガス流をガスクロマトグラフ１０５まで運ぶ。該ガスクロマトグラフは、ガスの化学成分を分析し、かような組成を示す電気信号を発生する公知のタイプのものでよい。さらに、パイプ１０４の少なくとも１つが、容器１３内の圧力を検知し該圧力を示す電圧を転送する圧力センサー１０６に連通されている。再度、図６を参照すれば、条件の変化に応答する反応容器の効率的な制御は、さらに、装置のさらに別のポイントでの温度、圧力及び／又はガス成分を検知することによって、与えられる。センサープローブ１０７は、ガス出口ダクト７３内の温度、圧力及びガス成分をモニタする。センサープローブ１０８は、第２の熱交換器７４の燃料ガス入り口での温度及びガス成分をモニタし、追加のセンサープローブ１０９及び１１１は、交換器７４の出口及び第３の熱交換器８６の出口において同様に作用する。装置の産出ガスの温度及び圧力は、サイクロン分離器８７の出口にて、さらに別のセンサープローブ１１２によりモニタされる。一列の熱電対１１３は、装置内の別の若干のポイントにおいてのみ、温度をモニタする。かようなポイントは、ヒーター排気ガスが貫通して流れる第１の熱交換器７１の入り口及び出口、灰除去装置３１のハウジング３２、ブロワー７６及び９３からの空気流が貫通して第２の熱交換器７４を去る出口、及び第３の熱交換器８６の水入り口及び水出口を含む。温度信号を発生する熱電対１１４の列は、外表面の回りに配置された離隔した位置にて、反応容器１３の外表面の温度をモニタする。こうして、近接する熱電対１１４により検知されたホットスポットに生じるクラッキング等の容器の耐火性内側ライニングのクラッキングあるいは他の欠陥の検出を可能とする。さて図７を参照すれば、上述のセンサーにより発生する電気信号は、ダイヤルインジケータ１１７等及びガス成分ディスプレイスクリーン１１８を有する中央コントロールセンターすなわちコンソール１１６まで転送されてもよく、該コンソール１１６にて、検知された処理工程条件がオペレータにより観測される。コントロールコンソール１１６は、前述の電気的に制御されたポンプ、バルブ等を賦活しまた調節するために、コントロールノブ１１９及びスイッチ１２１を含んでいてもよい。上述の中央コントロールセンターにてモニタリング装置により与えられる情報は、温度、圧力、水レベル、灰レベル及びガス成分を連続的にモニタし、また異なる供給原料を供給したりあるいは処理工程条件を変化させたりするために、必要に応じて電気制御信号を賦活し、不活化しあるいは調節するようプログラム可能なデジタルコンピュータ１２２により制御されるべき装置の作動を可能とする。この目的のために、スイッチの第１列１２３が閉じられて、アウトプット信号をマルチチャンネルアナログ−デジタル信号変換器（multi-channel analog to digital signal converter）１２４を通して、モニタリング装置からコンピュータ１２２まで転送することもできる。スイッチの第２列１２６が閉じられて、コンピュータ１２２により決定された制御信号を種々の電気的に制御されたポンプ、バルブ等に転送することもできる。コンピュータ１２２により発生されたデジタル制御信号は、マルチチャンネルデジタル−アナログ信号変換器１２７により、制御電圧に変換されてもよい。装置がコンピュータ制御下にある場合に、追加のスイッチの列１２８が開かれて、ポンプ、バルブ等を手動制御から分離させることもできる。再度、図６を参照すれば、反応容器１２内で起こっている第１の化学反応は、いわゆる「水性ガス反応」であり、以下の化学式で表される：［Ｉ］Ｃ＋Ｈ₂Ｏ＝ＣＯ＋Ｈ₂ 一酸化炭素における炭素−酸素の化学結合の強さは、炭素−水素結合あるいは炭素−炭素結合もしくは酸素−水素結合の強さの３倍以上である。結果的に、該反応は、約１２００℃以上の温度で、非常に高い反応達成率且つ非常に早い反応速度で進行する。約１４００℃以上の温度では、理論は別として実際には触媒の有無にかかわらず反応が進む。反応速度は、炭素（石炭、コークス又は木炭等）のブロックの表面上の各炭素原子が、過熱された蒸気の雰囲気中に１００分の１秒未満の間、存続する程度である。上述のように小さなピースに裁断されている供給原料のほとんどは、１、２秒間で完全にガスに変化する。同様の化学作用が、例えば木、紙及びほとんどの食料等の炭化水素タイプの材料に適用される。こうして、供給原料の高速連続消費及び高速度での高品質の燃料ガスの生成を可能とする。高さ８フィート、外径５フィー卜の反応容器１２を有する廃棄物焼却炉１１は、供給原料の成分に依存するが、２４時間で約５０トン〜約１５０トンの供給原料材料の処理が可能である。化学還元雰囲気は、供給原料中に存在するであろう多くの他の化学元素を還元し、反応が進むにつれ該供給原料から有毒材料を除去する。例えば、硫黄、二酸化硫黄（及び亜硫酸塩）及び三酸化硫黄（及び硫酸塩）は、硫化物に還元される。鉄は、供給原料中に存在しているか、あるいは添加されてもよいが、還元雰囲気において硫化物と反応して硫化鉄を形成する。水銀が存在していれば、硫化物と反応して硫化水銀を形成する。よって、二酸化硫黄、三酸化硫黄及び多くの他の環境にとって好ましくない物質は形成されない。供給原料中の他の化学元素の存在に起因する他の無機物固体と共に、硫化鉄及び硫化水銀は、灰除去装置３１により除去される粒状の残渣を形成する。所望であれば、これらの残渣を公知の技術により処理して、例えば金属等有用な成分を回収することもできる。上述の化学反応の生産物は、当該分野で水性ガス、合成ガス及びシンガス（sy ngas）の名称で知られている一酸化炭素及び水素ガスの混合物である。かようなガスの生成の間、上部及び下部ヒーター群２４は、反応チャンバ１３の上部領域及び下部領域で同じ温度を作り出すように調節されることが好ましい。こうして、ガスの還流なしに所望の反応を完遂することを可能とするために、ガス流路に沿う広範囲の等温ゾーンが提供される。さらに、上部及び下部ヒーター群２４には、分離している個々のエアブロワー７６及び７７、分離している個々の燃料コントロールバルブ７９及び８１により空気及び燃料が供給されるので、ガス流路に沿う温度差を確立することも可能である。これは、処理工程の幾つかのバリエーションにとって、利点とすることができる。例えば、下記式［II］で表されるさらなる反応を開始させることによって、ピュアな水素を生成することが可能となる：［II］ＣＯ＋Ｈ₂Ｏ＝ＣＯ₂＋Ｈ₂ この工程において、反応容器１２内で上部ヒーター群２４により作り出される温度は、反応チャンバの下部領域にて下部ヒーター群により作り出される温度に比例して低下する。ポンプ８９は、水をスプレーするために用いられ、該水中にてＣａＯ（ライム）は、第２の熱交換器７４内に溶解される。こうして、さらに温度を低下させ且つ蒸気圧を増加させることにより、所望の反応を促進する。ライムは、二酸化炭素を除去し、廃棄物焼却炉からの排出流は、合成ガスよりもむしろ分子状の水素ガスになる。酸化カルシウム及び炭酸カルシウムの固体残渣は、サイクロン分離器８７の基部の第３の灰ロックを含む灰ロック９３を通して生成され且つ除去される。炭酸カルシウムは不溶性であるので、第２の熱交換器７４を通して再循環するために、ＣａＯを残渣から容易に回収することができるであろう。例えば、スラッジオイルの処理工程でのように、供給原料が完全に液状になる場合に、スプレー状あるいはミストの形態にて、反応容器１２内に供給原料を注入することにより、産出量を増加させることができる。図８を参照すれば、これは、第１の熱交換器７１からの加圧された供給原料流を受け入れる１以上のスプレーノズル１３１あるいはアトマイザーを有する前述の供給原料入り口ポートを配置することにより達成できるであろう。当該分野で知られているように、以下の化学反応［III］を開始させることにより、合成ガスをメタノールに転換することができる：メタノールは、ガソリンエンジンにより作り出される汚染物質を減少させることに関して非常に興味がもたれているクリーンな燃焼燃料である。９９．８５％の純度を有するメタノールは、８５％メタノール：１５％ガソリンの割合でガソリンと混合することができ、得られた混合物はガソリンと置換して用いることができる。あるいは、ガソリンに添加されるメチル−ターシャリー−ブチル−エーテル（ＭＴＢＥ）を生成する供給原料として用いることができる。この化学反応によるメタノールの商業的製造において、水汚染は大きな問題となっている。合成ガス源として記述されているタイプの廃棄物焼却炉１１により製造することができるガス自身の純度ゆえに、該焼却炉を用いることにより実質的に純度の高いメタノールを生成することができる。この目的のために、図９を参照すれば、第３の熱交換器８６を通る冷却水の流れは、フローコントロールバルブ１３２により調節され、サイクロン分離器８７からのガス排出流の温度をメタノール生成工程に適する値、例えば約７００℃、にする。コンプレッサー１３３はガス流を加圧して、例えば約２気圧の圧力とする。熱い加圧されたガス流は、次いで、銅製コイルチューブ１３４を通過する等して金属銅に暴露され、上記反応IIIによるメタノール生成を生じる。チューブ１３４の出口での可変性の流れ制限１３６は、チューブ内の圧力の調節を可能とする。さらに、該装置により効果的に分解される材料の例としては、ゴム製タイア、ベビーおむつを含むポリビニルクロライド等の有機プラスチック、ピュアなあるいは希釈されたＰＣＢ等のほとんどの炭素質毒性材料、溶剤及びオイルの混合物、農薬及びオレンジ剤（枯葉剤）等の除草剤、医療廃棄物及び下水スラッジを挙げることができる。廃棄物焼却炉１１は、未処理下水処置プラントとして作用することもできる。本発明は、一つ実施態様について例示の目的で記載されているが、多くの改良変更及びバリエーションは可能であり、請求の範囲に記載された発明を制限するものではない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩＣ０１Ｂ 3/34 9261−4ＧＣ０７Ｃ 1/00 9546−4Ｈ 31/04 9155−4ＨＣ１０Ｇ 1/00 Ｂ 2115−4Ｈ 1/10 2115−4ＨＣ１０Ｊ 3/00 Ａ 6958−4Ｈ (72)発明者グウィン，ウィリアム・ディーアメリカ合衆国カリフォルニア州94530, エル・チェリト，テラス・ドライブ 88506

Claims

【特許請求の範囲】１．炭素質廃棄物材料を可燃性ガス及び無機物残渣に転換することにより、該廃棄物材料を分解するための装置において、該装置は、垂直方向に延びるガス流路を形成し且つ供給原料入り口ポート及びガス出口ポートを有する内部反応チャンバを備える反応容器と、該廃棄物材料の流れを該反応チャンバ内に向ける手段と、該反応チャンバ内への酸素ガスの流入を阻止することにより該反応チャンバ内に化学還元雰囲気を作り出す手段と、該チャンバ内の含有物を加熱する加熱手段と、を有しており、該加熱手段は、内部反応チャンバの外側に燃焼した燃料の燃焼生成物を排出する複数の復熱式燃料燃焼ヒーターを有し、該ヒーターは、該ガス流路にて該反応チャンバ内に位置決めされており且つ該ガス流路に沿う複数の位置にて反応容器の含有物に熱を伝達するために位置決めされている熱交換表面を有し、該反応容器内に垂直方向に延びる高温廃棄物材料分解ゾーンを提供する、ことを特徴とする廃棄物材料を分解するための装置。２．請求項１の装置であって、前記ヒーターが、前記流路に沿う第１の位置に位置決めされた少なくとも１つの下部ヒーターと、前記流路に沿う第２の離隔された高い位置に位置決めされた少なくとも１つの上部ヒーターと、を含むことを特徴とする装置。３．請求項２の装置であって、さらに、前記下部ヒーターの熱出力とは独立に、前記上部ヒーターの熱出力を変化させる手段を含む、ことを特徴とする装置。４．請求項２の装置であって、さらに、前記上部ヒーターの熱出力とは独立に、前記下部ヒーターの熱出力を変化させる手段を含む、ことを特徴とする装置。５．請求項１の装置であって、前記ヒーターが、細長い形状であり、且つ前記ガス流路と平行関係に延びる、ことを特徴とする装置。６．請求項１の装置であって、前記内部反応チャンバが、下部領域及び上部領域を有し、該両方の領域を通して前記ガス流路が延び、該領域にて前記加熱手段が該反応チャンバの下部領域に延びる第１の複数の復熱式ヒーター及び該反応チャンバの上部領域に延びる第２の複数の復熱式ヒーターを含み、該第１の複数のヒーターのそれぞれは互いに等間隔に離隔されており且つ該ガス流路の中心から等間隔に離隔されており、該第２の複数のヒーターのそれぞれは互いに等間隔に離隔されており且つ該ガス流路の中心から等間隔に離隔されている、ことを特徴とする装置。７．請求項６の装置であって、前記第１及び第２の複数のヒーターのそれぞれが、垂直方向に細長く且つ互いに離隔されている、ことを特徴とする装置。８．請求項６の装置であって、前記反応容器が、前記反応チャンバと境界をなす円筒状側壁を有し、また前記第１の複数のヒーターのそれぞれが該側壁から等間隔に離隔されており、前記第２の複数のヒーターのそれぞれもまた該側壁から等間隔に離隔されている、ことを特徴とする装置。９．請求項６の装置であって、前記ガス出口ポートが、前記反応チャンバの頂部及び前記ガス流路の中心に位置決めされている、ことを特徴とする装置。１０．請求項１の装置であって、さらに、複数のセンサープローブ及びガス成分を分析する手段を含み、該プローブのそれぞれは前記反応容器内に延びており且つ前記ガス流路内に位置決めされている第１の端部及び該反応容器の外側からアクセス可能な第２の端部を有しており、また該装置は該センサープローブの該端部の間に延びるガス抽出通路を有し、該センサープローブの第１の端部は垂直方向に離隔されており、該ガス成分を分析する手段は、該通路を通って抽出されるガスを分析する、ことを特徴とする装置。１１．請求項１０の装置であって、前記センサープローブのそれぞれは、さらに、前記センサーの第１の端部の近隣にあるガスの温度を検知する手段を含む、ことを特徴とする装置。１２．請求項１の装置であって、さらに、前記反応容器内に延び且つ前記流路に沿う垂直方向に離隔した位置に位置付けられている第１の端部を有する複数のセンサープローブを含み、各センサープローブは該第１の端部から第２の端部まで延びる管状部材を有し、該センサープローブのそれぞれは、該管状部材の第１の端部に入る赤外線エネルギーの通路に位置付けられた光感応性成分を有する赤外線エネルギー検出器と、赤外線エネルギーを該光感応性成分に向かって焦点決めするために位置付けられた該管状部材内の赤外線透過性レンズと、さらに該管状部材内で第１の端部及び該レンズの間の位置で横断方向に延びる盤と、を有し、該盤は赤外線不透過性材料から形成されており且つ赤外線透過性孔を有し、該盤は該レンズに向かって方向づけられてる赤外線エネルギーを除く赤外線エネルギーの通過を阻止するために位置決めされている、ことを特徴とする装置。１３．請求項１の装置であって、さらに、前記ガス出口ポートに結合された産出ガスダクトを含み、該ダクトにおいて前記復熱式ヒーターのそれぞれは燃料入り口及び空気入り口を有し、さらに空気流を各空気入り口に供給するための手段及び該産出ガスから該空気流へ熱を伝達する手段を含む、ことを特徴とする装置。１４．請求項１３の装置であって、前記反応チャンバの下部領域に位置決めされた前記復熱式ヒーターの第１の群及び前記反応チャンバの上部領域に位置決めされた前記復熱式ヒーターの第２の群を含み、さらに該ヒーターの第１及び第２の群への前記空気流を互いに独立に変化させる手段を含む、ことを特徴とする装置。１５．請求項１の装置であって、さらに、前記廃棄物材料が前記供給原料入り口ポートに入る前に、液体水及び該廃棄物材料を混合させる第１の手段を含む、ことを特徴とする装置。１６．請求項１５の装置であって、さらに、前記第１の手段とは独立に、前記供給原料入り口ポート内に追加の水を向ける第２の手段を含む、ことを特徴とする装置。１７．請求項１５の装置であって、さらに、前記廃棄物産物及び混合水が前記供給原料入り口ポートに入る前に、前記復熱式ヒーターの前記燃焼生成物からの熱を該廃棄物産物及び混合水に伝達する手段を含む、ことを特徴とする装置。１８．請求項１の装置であって、さらに、廃棄物材料ポンプ、該ポンプから前記供給原料入り口ポートまで廃棄物材料流路を形成し且つ該廃棄物材料流路に復熱式ヒーターの燃焼生成物から熱を伝達する第１の熱交換器、該復熱式ヒーターに加圧された空気流を向ける手段、前記反応容器内で生成されるガスの産出ガス流路を形成し且つ該産出ガスから該加圧された空気流に熱を伝達する第２の熱交換器を含む、ことを特徴とする装置。１９．請求項１８の装置であって、さらに、前記第２の熱交換器内で化学反応剤を前記産出ガスに注入する手段及び該第２の熱交換器から固体残渣を除去する手段を含む、ことを特徴とする装置。２０．請求項１８の装置であって、さらに、該装置内の所定の位置で流速を変化させる制御手段、ガス成分及び装置内の所定位置での圧力及び温度を表す電気信号を受け入れる手段と該制御手段に電気制御信号を転送する手段とを有するコントロールセンター、前記反応チャンバ内で複数の垂直方向に離隔する位置でのガス成分及び温度を検出するための検出手段、及び該ガス成分及び温度を表す電気信号を該コントロールセンターに転送する手段を含む、ことを特徴とする装置。２１．請求項１の装置であって、前記反応容器は、外殻及び耐火性材料の内側ライニングを有し、さらに該容器の該外殻に配設された離隔している温度検知デバイスの列を含む、ことを特徴とする装置。２２．請求項１の装置であって、前記復熱式ヒーターは燃料入り口を有し、さらに、前記反応チャンバ内で生成された可燃性ガスの一部を該復熱式ヒーターの燃料入り口まで運ぶ手段を含む、ことを特徴とする装置。２３．請求項２２の装置であって、さらに、ガス貯蔵部、該貯蔵部内に前記可燃性ガスの一部を貯蔵する手段、及び該貯蔵されたガスを前記復熱式ヒーターの燃料入り口まで、該装置の始動時の間中、引き続き運ぶ手段を含む、ことを特徴とする装置。２４．請求項１の装置であって、前記反応容器が多孔性炉格子を備える底部領域を有し、該炉格子は、前記供給原料入り口ポートから落下する前記廃棄物材料の流れ内の固体を途中で捕らえ且つ支持するために適当な該供給原料入り口ポートの下側にあり、さらに、該炉格子の下の位置で該反応容器内に蒸気を導入するための手段を含む、ことを特徴とする装置。２５．請求項１の装置であって、前記反応容器が基部に該反応容器からの無機物残渣を除去するための灰出口ポートを有し、さらに、該灰出口ポートの下部に配設され且つ灰貯蔵チャンバを備えるハウジングと該貯蔵チャンバの頂部に灰入り口と該貯蔵チャンバの底部に排出口とを有する灰除去装置、該貯蔵チャンバの灰入り口及び該反応容器の灰出口ポートとの間に位置付けられた第１のバルブ、該灰出口ポートから該第１のバルブに至る灰流路を形成する灰導管、該貯蔵チャンバの灰排出口の下部に位置付けられており且つ両者を連通させるための第２のバルブ、一時的に該第１のバルブを閉鎖し且つ一時的に該第２のバルブを開放する制御手段、該第２のバルブが閉鎖される際に該灰導管を水で少なくとも部分的に充填するための第１の水注入手段、及び該第２のバルブが開放される際に該貯蔵チャンバ内に水流を向けて該貯蔵チャンバの含有物を水洗いするための第２の水注入手段を含む、ことを特徴とする装置。２６．請求項２５の装置であって、さらに、前記灰除去装置に固定されたサブハウジングであって、前記灰貯蔵チャンバの上部領域と連通する下方向に向けられた通路を有するサブハウジングを有する灰センサー、前記ハウジング内のプランジャであって、該通路に沿って該プランジャが該貯蔵チャンバから突出する第１の位置及び該プランジャが該貯蔵チャンバ内に延びる第２の位置の間をスライド可能であるプランジャ、該プランジャを該第１の位置に偏倚させる手段、該プランジャを定期的に該第２の位置にスライドさせる手段、及び該プランジャが該第２の位置に到達した際に信号を発生させ転送する手段を含む、ことを特徴とする装置。２７．請求項２６の装置であって、前記プランジャを第１の位置に偏倚させる手段が、該プランジャに作動するスプリングを含み、前記プランジャを定期的に第２の位置にスライドさせる手段が、電気ソレノイドコイルを含み、また前記信号を発生させ転送する手段が、該プランジャに具備された電気接点及び該プランジャが第２の位置にアプローチするにつれ、該接点により接触されるべく位置付けられている電気ターミナルを含む、ことを特徴とする装置。２８．請求項１の装置であって、前記廃棄物材料の流れを前記反応容器内に向ける手段が、該廃棄物材料の液体成分を該反応容器内にスプレーする、ことを特徴とする装置。２９．請求項１の装置であって、さらに、前記可燃性ガスをメタノールに転換する手段を含む、ことを特徴とする装置。３０．請求項２９の装置であって、前記可燃性ガスをメタノールに転換する手段が、熱い加圧されたガス流を向けて金属銅と接触させる、ことを特徴とする装置。３１．炭素質廃棄物材料を合成ガス及び無機物残渣に転換することにより、該材料を分解するための装置において、該装置は、廃棄物材料流路を形成し且つ供給原料入り口ポート及びガス出口ポートを有する内部チャンバを備える反応容器と、該供給原料入り口ポートを通して該廃棄物材料の流れを該チャンバ内に向けるための手段と、該チャンバ内への酸素ガスの流入を阻止する手段と、該チャンバの含有物を蒸気の存在下にて加熱する加熱手段と、を有し、該廃棄物材料を該反応チャンバ内に入れる前に、液体水の流れを該廃棄物材料に注入することにより、該蒸気を生成する手段を備える、ことを特徴とする装置。３２．炭素質廃棄物材料を可燃性ガス及び無機物残渣に転換する方法において、該方法が、該廃棄物材料の流れを蒸気の存在下にて高温化学還元雰囲気に曝しながら、該流れを密封されたチャンバ内で垂直流路に沿って向ける工程を含み、該廃棄物材料の流れを燃焼中の燃料の燃焼生成物から分離しながら、該チャンバ内で燃料を燃焼させて、該高温を作り出し、該流路の下部領域及び上部領域にて、燃焼中のガスにより生成される熱を該チャンバ内の該廃棄物材料の流れに直接伝達して、垂直流路に沿う廃棄物分解ゾーンであって、該ゾーンを廃棄物材料を一回通過させるだけで完全に分解するために十分な長さを有する廃棄物分解ゾーンを提供する、ことを特徴とする方法。３３．請求項３２の方法であって、さらに、前記流路の下部領域及び上部領域にて、温度を独立に制御する工程を含む、ことを特徴とする方法。３４．請求項３２の方法であって、さらに、前記廃棄物材料を前記チャンバ内に入れる前に、該廃棄物材料と液体水とを混合させることにより、蒸気を生成する工程を含む、ことを特徴とする方法。３５．請求項３２の方法であって、さらに、前記廃棄物材料を前記チャンバ内に入れる前に、該廃棄物材料を加熱するために前記燃焼生成物を用いる工程を含む、ことを特徴とする方法。３６．請求項３２の方法であって、さらに、前記燃焼中の燃料にその燃焼を支持するため空気流を提供する工程と、前記可燃性ガスから該空気流に熱を伝達する工程と、を含むことを特徴とする方法。３７．請求項３６の方法であって、さらに、前記流路の下部領域及び上部領域にて、別々の空気流を燃焼中の燃料に供給する工程と、該流路の上部領域及び下部領域での燃焼中の燃料への空気の流速を別々に変化させて両者の間に温度差を作り出す工程と、を含むことを特徴とする方法。３８．請求項３２の方法であって、さらに、前記燃料として、前記可燃性ガスの一部を用いる工程を含む、ことを特徴とする方法。３９．請求項３２の方法であって、さらに、前記チャンバ内で複数の垂直方向に離隔した位置にて、温度及びガス成分をモニタして、異なる廃棄物材料成分に適合するよう処理工程条件の調節を可能とする工程を含む、ことを特徴とする方法。４０．請求項３２の方法であって、さらに、前記廃棄物分解ゾーンの下にある位置にて、蒸気を前記密封されたチャンバ内に導入する工程を含む、ことを特徴とする方法。４１．請求項３２の方法であって、さらに、前記廃棄物材料の液体成分をスプレー形態にて、前記密封されたチャンバ内に放出する工程を含む、ことを特徴とする方法。４２．請求項３２の方法であって、さらに、前記方法により生成された合成ガスをメタノールに転換する工程を含む、ことを特徴とする方法。４３．炭素質廃棄物材料を可燃性ガス及び無機物残渣に転換する方法において、該方法が、蒸気の存在下にて、高温化学還元雰囲気に廃棄物材料の流れをさらしながら、該流れを密封されたチャンバ内の流路に沿って方向づける工程を含み、該チャンバ内に該廃棄物材料の流れを入れる前に、該廃棄物材料を液体水と混合させることにより、該蒸気を生成する工程を備える、ことを特徴とする方法。