マテリアル酸化プロセスおよび関連装置
本発明は、以下のステップを含むマテリアル（Ｘ）の燃焼プロセス（１）に関する：（ａ）適切に圧縮されたマテリアルをリアクションチャンバ（３）内に投入し、リアクションチャンバ（３）を閉じ；（ｂ）マテリアル（Ｘ）の燃焼が活性化するように、ある流量の可燃性ガスおよび対応する流量の燃焼維持ガスそれぞれを、正確な化学量論比でリアクションチャンバ（３）に噴射し；（ｃ）酸素の存在下で、他のガスの導入なしに、炭素など被酸化要素の熱化学反応を維持し；（ｄ）温度上昇がストップするまで、マテリアル（Ｘ）中に存在する被酸化要素の熱化学反応を与える燃焼維持ガスを噴射し；（ｅ）スロットルバルブ（５）を空けて、実質的に全ての残存炭素が酸化されるまで、燃焼維持ガスの導入を続けている間にガスを排出し、強固に結合した酸素は、熱分解され、金属は酸化され得る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に排エネルギープラントに適したマテリアルの燃焼プロセスおよび関連した装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの部門において、燃焼によるマテリアルの廃棄は、長い間、不要でかさばる分量を除去するための方法のみとして考えられてきた。ここ何十年の間で、そのような廃材の燃焼によって生じるエネルギーの活用を提案するモデルが普及してきた。それに伴う注意点は、どのようなタイプのゴミに関連した全てのマテリアルにも適用できるが、そのサイズ、量および環境リスクは、上述の目覚ましい例を提供している。
【０００３】
今日、とりわけイタリアでは、都市ゴミによる廃棄物は大きな問題となっており、埋め立て場にある約７５％のゴミの処理が終了しておらず：これにより、廃棄コストおよび浄化コストの高い危険性が、環境汚染として広まっている。
【０００４】
現在の状況すなわち持続不可能な状況によって、代替ゴミマネジメントモデルの発達が必要とされている。間違い無く、その方向性は、廃棄物熱源転換（エネルギー再利用を伴う焼却処理）である。それは、ゴミが、再生しうる熱源として理解されてきたからである。
【０００５】
廃棄物熱源転換は、ヨーロッパから世界中に広まった、現代の効果的なシステムである。そのおかげで、ゴミの発熱量は、利用され、燃焼によってゴミが放出した熱は、電力（またはダイレクトヒーティングに利用可能な熱エネルギー）に変換することができ、環境への全体的な影響を低減することができる。
【０００６】
廃棄物熱源転換プラントは、ゴミに含まれる熱源から、熱を生じさせるゴミ焼却炉であり、水（または他の流体）を加熱でき、環境および地域のために、最終的に電力または熱水に伝達される。このように、熱破壊を引き起こすだけで、エネルギー生産を伴わなかった旧式の焼却炉とは異なるものである。廃棄物熱源転換プラントの利用によって、埋め立て場の満杯の問題を打開することができると考えられる。
【０００７】
ゴミ焼却炉は、主に、最終生成物がガス状セル流出物、灰、塵となる高温燃焼プロセス（焼却処理）による廃棄物処理として利用されている。
【０００８】
主な種類や、分量を多く占める、焼却処理が可能なゴミは、都市ゴミ（ＭＳＷ）および特殊ゴミである。
【０００９】
これらには、下水汚泥、医療廃棄物、または化学系廃棄物のような特殊なカテゴリーが含まれている。
【００１０】
焼却処理の前に、これらのゴミは、非可燃性マテリアル（ガラス、金属、不活性アイテム）および湿った部分（残飯、農業ゴミのような有機物等）を除去するために設定されたプロセスによって処理することができる。このようにして処理されたゴミは、ごみ固形化燃料、または、もっと一般的なエコベールとして定義される。
【００１１】
焼却炉の操作は、一連のステップに分割することができる。第１に、ゴミは、全領域（回収ゴミから直接も）にわたって配置された選択プラントから到達し、可燃性フラクションが生成され（ＲＤＦ−ごみ固形化燃料）、ゴミの生化学脱水の後に燃焼され、続いて可燃性フラクションから非活性アイテム（金属、ミネラル等）を分離する。
【００１２】
最も燃焼するのに必要量の酸素が燃焼室にエアフローされ伝達されている間、燃焼が起こり、高温に保たれる（通常１０００℃近く）。
【００１３】
従来の焼却炉では、大量の残渣が残ってしまう（通常、初期の総量の２５％〜３５％）。この大量の残渣は深刻な問題であり、それらは適切に貯蔵されなければならない。このプラント最終生成物を減らす作業は、とてもコストが高い（経済的な視点で見て）。
【００１４】
従来のプラントでは、最大エネルギー生産が、およそ２００／３００ｋＷ／ｔであることにも注意すべきである。このような数値は低く、プラントの管理を保証するのに十分でない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の主要な目的は、残留物を最小限にするのに適した、マテリアルの燃焼プロセスを提供することである。
【００１６】
技術的な目的の範囲で、本発明は、高効率でオペレーティングコストの低いマテリアルの燃焼プロセスを提供する目的も有している。
【００１７】
また、本発明は、かなりの高温で操作するのに適したマテリアルの燃焼プロセスを提供する目的も有している。
【００１８】
また、本発明は、シンプルな構造で、実質的にコンパクトな容量で、物質の燃焼プロセスに従った装置を提供する目的も有している。
【００１９】
また、本発明は、公知の技術でかなりコンパクトに圧縮された最大のエネルギー生産価を有するマテリアルの燃焼プロセスを提供する目的も有している。
【００２０】
また、本発明は、マテリアルの燃焼プロセス、および関連した装置、特に、安価で、シンプルな装置／生産、および安全に適用することが可能な、廃棄物熱源転換プラントのための装置を提供する目的も有している。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、以下によって、この目的や意図を達成する。すなわち、適切に圧縮されリアクションチャンバに投入され、チャンバを閉じられたマテリアルの燃焼；マテリアルの燃焼が活性化するように、それぞれが互いに正確な化学量論比で、ある流量の可燃性ガスおよび対応した流量の燃焼維持ガスをリアクションチャンバに噴射し；それ以上のガスを導入することなく、酸素をそのマテリアルの中に含む被酸化要素の熱化学反応を続け；燃焼維持ガスを再度噴射して、少なくとも温度上昇がストップするまで、残存被酸化要素の熱化学反応を促進し；そして、燃焼維持ガスの噴射を続けている間に、スロットルバルブを開いて、実質的に一定な圧力下で、強固に結合した酸素を熱分解し残存金属を酸化するために、被酸化要素の熱化学反応が完了するまで、ガスの排出を続ける。
【００２２】
この目的およびこの意図は、以下の装置によっても達成される。すなわち、上述したプロセスを実現するのに適した、特に廃棄物熱源転換プラントのための装置で、リアクションチャンバを含むタイプで、マテリアルの投入のための取入口、ガスが流出可能な出口、試薬ガスを導入するのに適した循環路を備え、燃焼維持ガスとして、濃縮酸素フラクション（Ｆ）を比率で表し、装置の最大可動圧力（Ｐ）をバールで表し、リアクションチャンバの自由内容量（Ｖ）を立方メートルで表し、燃焼チャンバに投入されるマテリアルの量（Ｍ）をトンで表し、リアクションチャンバ３の少なくとも一部が到達した最大温度（Ｔ）をケルビンで表した場合に、これらは以下の化学式でリンクしている。
ＦＰＶ／Ｍ≧５．２４×１０−２×（Ｔ２−３１４．７３×Ｔ）
【図面の簡単な説明】
【００２３】
更なる詳細は、以下に述べる詳細な説明によって、さらに明らかになるが、特に制限されないマテリアルの燃焼プロセスの実施の形態、および、図示で例示された、図面に添付の、特に廃棄物熱源転換プラントのための関連装置は、本発明の目的を限定するものではない。
【００２４】
【図１】図１は、本発明における、マテリアルの燃焼プロセスのブロック図である。
【図２】図２は、マテリアルの燃焼のため、特に本発明による廃棄物熱源転換プラント装置の縦アキシャル断面に従った断面側面図である。
【図３】図３は、図２のIII部拡大図である。
【図４】図４は、特に本発明による廃棄物熱源転換プラント装置の水平面に従った断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の好適な実施形態の詳細な説明
図面を参照すると、符号１は、マテリアルＸの燃焼プロセスの全体を示し、符号２は、これに関連した装置、特に廃棄物熱源転換プラントを示す。
【００２６】
マテリアルＸの燃焼のためのプロセス１は、一連の５つのステップを含み、最初の３つは不可欠である。
【００２７】
公知の焼却炉でも同様にマテリアルＸは圧縮されるが、第１ステップ（ａ）において、特別な前処理なしにマテリアルＸは好適に圧縮され、リアクションチャンバ３に投入されなければならず、しかもリアクションチャンバ３は閉じられなければならない。
【００２８】
従来の焼却炉では、リアクションチャンバ３に投入されたマテリアルＸは、通常、適切に前処理されなければならず、水分を除去し、全ての不燃材または燃焼の間に有害排気ガスを生成するかもしれない物質（たとえば塩化ポリマーのような物質）を除去しなければならなかった。本発明に係るプロセス１および関連装置２では、まだ前処理されていないマテリアルＸを処理することができ、複合体コンプレックスおよび負荷の高い運転を減らすか制限することができ、経済的にも有利でもある。以下に述べるように、本発明のプロセス１は、オペレーティングサイクルが特に優れているため、不燃材物質および他の物質の破片マテリアルＸに適用することもできる。
【００２９】
第２ステップ（ｂ）において、ある流量の可燃性ガス、および可燃性ガスに対応する燃焼維持ガス、この２つのガスが、それぞれ正確な化学量論比で、リアクションチャンバ３に噴射されなければならない。
【００３０】
可燃性ガス、たとえばメタンの流量は、その特に化学量論的な酸素（マテリアルＸ（たとえば廃棄物）が自然燃焼するためのトリガーとして）と一緒に、リアクションチャンバ３に噴射され、燃焼反応の間、二酸化炭素と水蒸気が生成される。燃焼が開始されると、処理されるマテリアルＸのタイプに応じて、温度が約１００〜１５０℃から、６００〜６５０℃近辺に変化しても良く、可燃性ガスの導入が止められても良い。
【００３１】
第３ステップ（ｃ）において、他のガスなしに、マテリアルＸに供給された酸素によって、被酸化要素の熱化学反応（たとえば、炭素の酸化）を続けることが必要である。このことは、炭素と反応することでもっぱら持続的に酸化が続き、リアクションチャンバ３の中のマテリアルに酸素がルーズに結合することを意味する。上記の要素は、二酸化炭素を生成し、マテリアルのブライン温度が８００〜９００℃、そしてさらに高温になる。
【００３２】
温度上昇がストップした時に開始される第４ステップ（ｄ）では、さらなる燃焼維持ガスを噴射し、少なくとも残っている炭素の部分および一般的な被酸化物質の酸化反応を伴い、少なくとも温度の再上昇がストップするまで（通常１６００℃〜２２００℃の間）、再びマテリアルＸの処理に依存する。
【００３３】
最大温度および最大内圧Ｐに到達するまで、噴射された酸素は、残存している炭素部分（二酸化炭素生成物質）および他の被酸化部分を酸化する。実際には、温度は２０００℃〜２２００℃、圧力は３５〜５０バールに到達しても良い。実施形態では、圧力および温度の値が上述した範囲を超えても良く、本発明がカバーする範囲で妨げない。
【００３４】
第５（最終）ステップ（ｅ）では、ガスの排気口４において、スロットルバルブ５が開いており、被酸化物質の熱化学反応を完全にするために、ガスの排出を可能にしており、同時に、実質的にコンスタントな圧力で、燃焼維持ガスの導入を続ける。たとえば、全ての残存炭素が酸化されるまで、強く結合した酸素が熱分解され、残存金属が酸化される（鉄およびアルミニウムは大抵、都市ゴミに含まれることに注意すべきである）。
【００３５】
第５（最終）ステップ（ｅ）およびプロセス１の終了は、リアクションチャンバ３内に設置することができる温度−圧力プローブから送られてくるシグナルに負勾配が見られた時に確認することができる。
【００３６】
バルブ５は、プロセス１の終了まで開状態をキープされる。すなわち、内圧は、大気圧と同じ値にまで到達することとなる。
【００３７】
最終ステップ（ｅ）の間、リアクションチャンバ３内の圧力が、大気圧と等しくなるまで、スロットルバルブ５の開状態がコントロールされていなくてはならない（リアクションチャンバ３の圧力値を予め設定された値に維持するのに適した制御および維持装置を使用する）ことを強調しておかなければならない。
【００３８】
リアクションチャンバ３から排出されたガスは、スロットルバルブ５を経て、適したコンテナ６へ向かい、必要であれば冷気と混合され、酸化金属の分別堆積がそこへ収容され、実質的に粉末形状となる。
【００３９】
そのために、コンテナ６は、適した少なくとも１つの区画７を有しており、酸化金属をたい積させることができると共に、それらの除去を点検可能である。
【００４０】
装置２からガスが排出される前に、煙霧洗浄のために、ガスは、銅系触媒２３を有する適したデバイス２２（コンテナ６の下流に、経路に沿って配置され、煙霧の高純度化のために最適に特定されたデバイス）を通る。
【００４１】
銅系触媒２３は、無反応性の鉄が結合した連続したバンドを有しており、
両サイドが銅鉱床で覆われており、それはローラをスライドすることで、一方から他方へ通り過ぎ、また逆もしかりであり、ボックスの２つの区画は、無反応性の鉄でできたパーティションで２つに分割される。
【００４２】
酸素は、２つの区画の一方に導入され、燃焼煙霧が他方に導入される。燃焼煙霧は、水素および一酸化炭素の分子を含み、環境に有害である。温度が、現時点で数百℃の時において、第１区画の銅は、酸化され、第２区画で反応する酸化銅となり、前記温度では、水素と一酸化炭素が反応し、水蒸気および二酸化炭素を生成し、環境を害さない。
【００４３】
デバイス２２の煙霧洗浄は、ハロゲンガスの酸化および除去が行われる「スクラッバー」も含む。
【００４４】
このようにして、実質的に８０℃より低い温度で、デバイス２２の煙霧洗浄の下流側では、二酸化炭素のみが流れてくる。
【００４５】
装置２は、手順１を実現するのに適しており、特に廃棄物熱源転換プラントへの導入に適している。装置２は、マテリアルＸの投入のための取入口８をもつリアクションチャンバ３と、ガスが流出するのに適した排気口４、および反応ガスの導入のための循環路９を有している。
【００４６】
本発明に係る装置２では、燃焼維持ガスとして、濃縮酸素フラクション（Ｆ）を比率で表し、装置２の最大可動圧力（Ｐ）をバールで表し、リアクションチャンバ３の自由内容量（Ｖ）を立方メートルで表し、燃焼チャンバ３に投入されるマテリアルＸの量（Ｍ）をトンで表し、リアクションチャンバ３の少なくとも一部が到達した最大温度（Ｔ）をケルビンで表した場合に、これらは以下の化学式で示される。
ＦＰＶ／Ｍ≧５．２４×１０−２×（Ｔ２−３１４．７３×Ｔ）
【００４７】
特に、装置２は、シールされた外側管１０と、外側管１０の型に対応した内側ケーシング１１を有している。
【００４８】
内側ケーシング１１は、リアクションチャンバ３内の圧力によって生じる機械荷重に耐える厚みで、これに適した耐熱材で最適に造られており、かなりの高温に耐えることができる。
【００４９】
内側ケーシング１１は、凹部を有する円柱形状（図４に示す）に造られており、実際上、実施といった特別な目的の実施形態によって、好適な厚み、例えば２００mm前後の厚みを有している。
【００５０】
シリンダは、補強リブ、たとえば、半径状に分配された６つのリブを有しており、リブの外接円の直径は、外側管１０の内径と等しい。
【００５１】
外側管１０と内側ケーシング１１との間に存在するスペース１２は、分割されたような円筒リング形状をしており、狭く、たとえば厚み１００mmである。
【００５２】
スペース１２は、冷却流体を通らせる入口チャンネル１３と出口チャンネル１４とを有している。
【００５３】
本発明が適用できる可能な実施形態では、冷却流体は、大気をポンプしてスペース１２に送り込む流体であり、外側管１０と内側ケーシング１１の壁面を冷却する。コンピュータ処理による好適な制御およびマネジメントステーション（不図示）は、出口チャンネル１４に配置されたバルブを調整することにより、リアクションチャンバ３内の圧力とスペース１２内の圧力とが、常に等しくなるようにしている。
【００５４】
装置２は、リアクションチャンバ３内の圧力および温度をチェックするセンサ１５を有している。
【００５５】
装置２は、リアクションチャンバ３内へ、可燃性流体を導入するノズル１６と、燃焼維持流体を導入するノズル１７とを有している。前記ノズル１６およびノズル１７は、リアクションチャンバ３内の燃焼を、それぞれの化学量論比で調整するために、これらの流体を、適切に導入する。
【００５６】
ガスが流出する排気口４は、栓１８の形状が、耐熱材で造られた内側ケーシング１１の中に形成された対応受け穴１９と合致するため、スロットルバルブ５によって実質的に遮られる。
【００５７】
対応受け穴１９は、リアクションチャンバ３と連通している。栓１８は、加減可能に制御された押出機２０によって、対応受け穴１９の方へ向かい、ブロックする。このような押出機２０の動作の強度は、（プロセス１の現在のステップによって）リアクションチャンバ３内の維持された（または到達した）圧力により決定される。
【００５８】
実施形態では、外側管１０は、互いに結合可能な複数の外被部分で構成されている。外被部分の取り外しによって、交換やメンテナンスのために、耐熱材で造られた内側ケーシング１１を抽出することができる。多くの連続したサイクルの後、装置２が完全な可動を続けることができるように、耐熱材は劣化サインを示しても良い。置換が可能なので、従来の焼却炉と比較して、本発では装置２の管理をシンプルにすることができる、
【００５９】
マテリアルＸを投入するための取入口８は、不燃材でできた蓋２１を有しており、その形状および方向は、取入口８のそれと合致している。この装置２の使用することができる可燃流体の一つはメタン（ガスまたは液状の他の炭化水素を使用することの可能性は、ルールアウトではないし、または他の粉末にできる固体状態の可燃性物質でもいい）であることを強調しなければならない。
【００６０】
このような場合では、燃焼維持ガスは、ガス状の酸素を含まなければならない。そのために、リアクションチャンバ３内で得られる反応の強烈さにより、導入された大気に、酸素豊富なエアまたは純酸素を混合することができる。酸素のフラクションＦは既にラベルされているので、フラクションＦがリアクションチャンバ３（および装置２）のサイズを増大させた時に、反比例に変化するであろう。
【００６１】
新たなプロセス１は、４つの引き続くステップ（ｂ），（ｃ），（ｄ），および（ｅ）に先立つステップ（ａ）を含む不連続な化学的−物理的プロセスであり、公共固形廃棄物のように、予め定められた質量のマテリアルＸは、すばやく１８００℃から２２００℃の間の温度になり、それらの昇華を引き起こし、すなわち、液化ステージになることなしに蒸発する。プロセス１は、例えばチューブ状のリアクションチャンバ３の中で、温度／圧力勾配が２２００℃／５０バールのときに起こる。
【００６２】
好適なスロットルバルブ５は、最大圧力に対して耐性があるようなサイジングをしており、やってきた蒸気の流れを絞り、それらを断熱膨張にゆだね、冷却し、コンテナ６は導入する。そこから、熱交換機に送られ、エネルギーを得るための加熱蒸気が生産される。
【００６３】
マテリアルＸがプロセスを受けている間に、酸素は通常、大きな分子（ルーズに結合した酸素）としてふるまうと共に、要素（たとえば、酸素が強く結合するカルシウムおよびシリコン）のオキシドとして機能する。炭素は、ルーズに結合した要素としてふるまう。
【００６４】
既に示したように、ステップ（ｂ）では、可燃性ガス（例えばメタン）は、その特に化学量論的な酸素と一緒になり、マテリアルを、６００〜６５０℃にまで上昇させ、二酸化炭素と水蒸気を生成させる。
【００６５】
次のステップ（ｃ）では、外側からいかなるガスも噴射されず、炭素、他の易酸化要素、およびマテリアルの中ではルーズに結合し、二酸化炭素および他の酸化物を生成する酸素によって、マテリアルの温度を２２００℃にまで到達させても良い。
【００６６】
ステップ（ｄ）では、噴射している燃焼維持ガスを含み、通常、酸素であり、残存炭素および他の易酸化要素の一部を酸化し、最高温度Ｔ（ケルビンで表す）に到達し、最大内圧Ｐ（バールで表す）に到達するまで、二酸化炭素および酸化物を生成する。実際には、温度は２０００〜２２００℃、圧力は３５〜５０バールに到達しても良い。
【００６７】
ステップ（ｅ）では、スロットルバルブ５が開かれて、全ての残存炭素が酸化されるまで、燃焼維持ガスが導入され続け、強力に結合した酸化物は熱分解を受け、残存金属、たとえば鉄やアルミニウムが酸化される。
【００６８】
プロセス１の最終ステップ（ｅ）の開始は、センサ１５、たとえば、温度−圧力プローブ、から送られた負のシグナルが示されることによって分かる。プロセス１が終わるまでバルブ５が開状態を続ける、すなわち、内圧が大気圧と同じ値になる。
【００６９】
ステップ（ｅ）の開始から、コンテナ６に導入された水蒸気は、外気と混合されても良く、熱交換機に変換可能な最大温度に到達する。
【００７０】
コンテナ６に導入された後、熱交換機を通過している間、徐々に冷却されることによって、粉末形状で、適した区画７に収容される酸化金属の分別堆積が起こる。
【００７１】
熱交換機の下流では、蒸気洗浄のためのデバイスは、蒸気を酸性化し、ハロゲンガスを除去する。このように、８０℃より低い温度で、二酸化炭素は、煙突から出てくる。
【００７２】
酸素は、極低温にされても良く、または市場で入手できるいわゆる「分子篩」として得られても良い。１トンの物質あたり、プロセスを受けたメタンおよび酸素の消費量は、たとえば、メタンが約３０Ｎｍ３（標準立方メーター：使用されたガスの体積の測定単位で、「標準」状態とは、大気圧下で、温度が０℃のことである）で、酸素が３０Ｎｍ３である。
【００７３】
生活固形廃棄物のような物質のために、本プロセスは、そのＮＨＶ（Net Heating Value；真発熱量は、燃料の完全燃焼の間に放出された熱の量であり、水蒸気の蒸発熱は考慮しない）よりもはるかに優れた熱の発生を引き起こし、熱生産は、通常の廃棄物熱源転換プラントに比べ、２．５〜３倍前後になると共に、残渣の量を大幅に減少（３００〜３２０に対して５〜１０ｋｇ／ｔｏｎ）させることができ、特殊な埋立て場に必要とされ使用することができる。
【００７４】
本プロセスは、メタン／酸素比の増大、熱伝達および粉末生成の減少を伴うことで、不燃性とされる非有機物質にも適用することもできる。
研究および実験により導かれた以下の化学式
ＦＰＶ／Ｍ≧５．２４×１０−２×（Ｔ２−３１４．７３×Ｔ）
により、装置２のサイジングをすることができる。装置２のサイジングは、
富燃焼維持ガス（酸素）フラクションにおいて、投入される物質の温度／体積プロセスを意味する。
【００７５】
バルブ５は、耐熱材の摩耗により生じた隙間をなくすことができる。適した屈曲チューブは、（もし存在していれば）リアクションチャンバ３内のエリアの圧力のビルドアップを阻止しても良い。
【００７６】
上述したように、本発明によって、事前設定した目的を達成できる。上述した本発明は、本発明のコンセプトを逸脱しない範囲で、様々な形で適宜改変され適合させても良い。たとえば、内側ケーシング１１（バルブ５に使い領域）に、開口を形成しても良い。これにより、エネルギー回収のために、ガスを、従来の熱交換機を流れていたようにすることができ、その結果、従来の脱ハロゲンのための「洗浄機」（煙霧洗浄タワー）の中であったのを、煙突にすることができる。
【００７７】
リアクションチャンバ３は、好適な厚み、たとえば２００ｍｍを有する内側ケーシング１１によって区切られ、たとえば図４に示すように６つのリブを有しており、リブに外接する円の直径が、外側管１０の内径と等しく、内側ケーシング１１の外側シリンダ部は、たとえ完全に密閉するように成型されていなくてもリアクションチャンバ３から分離できるように、円筒リング形状の狭いスペース（スペース１２）があり、たとえば１００ｍｍの厚みがある。
【００７８】
蓋２１は、しめ金された耐火性のプレートを備えており、ガラスシールされ、その間に挿入された弾性トロイダル金属リングを有するフランジ部にある。蓋２１は、水平バーにより後方にガイドされても良く、ローディングホッパ（可能な一つの実施形態で）で、処理されたマテリアルＸのかたまりをアンロードする。蓋２１の動きは、マテリアルＸのかたまりをリアクションチャンバ３に挿入するように、空圧式または液圧式のプッシャによって得られても良く、圧縮されたガス封止を保証する。
【００７９】
プロセス１のステップ（ｂ）の開始は、化学量論的な可燃性ガスと燃焼維持ガスが、ノズル１６，１７により導入されることによって確保され、適した点火装置によって点火される。
【００８０】
さらに、本発明における全ての細部は、他の技術的に同等な要素と替えることができる。図示した実施形態、具体例に関連して示した個々の機構は、例示的な実施形態で示した他の機構と入れ替えても良い。さらに、特許取得済みの、進行している間のいかなる手順は、先行技術で明らかにされていなければならず、請求項から除外されるものとすることを記載しておかなければならない（権利の放棄）。
【００８１】
本発明は、本発明または関連した素材を形成する製品に関連した法律およびルールを厳守することで、実現するものとし、もし必要であれば、関連機関、特に安全衛生規則、公害および健康に関するもの、等の許可の影響を受けるものとする。
【００８２】
実際に使用された物質の形態や容量は、請求項の記載から外れない範囲で、要望に応じて可変しても良い。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に排エネルギープラントに適したマテリアルの燃焼プロセスおよび関連した装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの部門において、燃焼によるマテリアルの廃棄は、長い間、不要でかさばる分量を除去するための方法のみとして考えられてきた。ここ何十年の間で、そのような廃材の燃焼によって生じるエネルギーの活用を提案するモデルが普及してきた。それに伴う注意点は、どのようなタイプのゴミに関連した全てのマテリアルにも適用できるが、そのサイズ、量および環境リスクは、上述の目覚ましい例を提供している。
【０００３】
今日、とりわけイタリアでは、都市ゴミによる廃棄物は大きな問題となっており、埋め立て場にある約７５％のゴミの処理が終了しておらず：これにより、廃棄コストおよび浄化コストの高い危険性が、環境汚染として広まっている。
【０００４】
現在の状況すなわち持続不可能な状況によって、代替ゴミマネジメントモデルの発達が必要とされている。間違い無く、その方向性は、廃棄物熱源転換（エネルギー再利用を伴う焼却処理）である。それは、ゴミが、再生しうる熱源として理解されてきたからである。
【０００５】
廃棄物熱源転換は、ヨーロッパから世界中に広まった、現代の効果的なシステムである。そのおかげで、ゴミの発熱量は、利用され、燃焼によってゴミが放出した熱は、電力（またはダイレクトヒーティングに利用可能な熱エネルギー）に変換することができ、環境への全体的な影響を低減することができる。
【０００６】
廃棄物熱源転換プラントは、ゴミに含まれる熱源から、熱を生じさせるゴミ焼却炉であり、水（または他の流体）を加熱でき、環境および地域のために、最終的に電力または熱水に伝達される。このように、熱破壊を引き起こすだけで、エネルギー生産を伴わなかった旧式の焼却炉とは異なるものである。廃棄物熱源転換プラントの利用によって、埋め立て場の満杯の問題を打開することができると考えられる。
【０００７】
ゴミ焼却炉は、主に、最終生成物がガス状セル流出物、灰、塵となる高温燃焼プロセス（焼却処理）による廃棄物処理として利用されている。
【０００８】
主な種類や、分量を多く占める、焼却処理が可能なゴミは、都市ゴミ（ＭＳＷ）および特殊ゴミである。
【０００９】
これらには、下水汚泥、医療廃棄物、または化学系廃棄物のような特殊なカテゴリーが含まれている。
【００１０】
焼却処理の前に、これらのゴミは、非可燃性マテリアル（ガラス、金属、不活性アイテム）および湿った部分（残飯、農業ゴミのような有機物等）を除去するために設定されたプロセスによって処理することができる。このようにして処理されたゴミは、ごみ固形化燃料、または、もっと一般的なエコベールとして定義される。
【００１１】
焼却炉の操作は、一連のステップに分割することができる。第１に、ゴミは、全領域（回収ゴミから直接も）にわたって配置された選択プラントから到達し、可燃性フラクションが生成され（ＲＤＦ−ごみ固形化燃料）、ゴミの生化学脱水の後に燃焼され、続いて可燃性フラクションから非活性アイテム（金属、ミネラル等）を分離する。
【００１２】
最も燃焼するのに必要量の酸素が燃焼室にエアフローされ伝達されている間、燃焼が起こり、高温に保たれる（通常１０００℃近く）。
【００１３】
従来の焼却炉では、大量の残渣が残ってしまう（通常、初期の総量の２５％〜３５％）。この大量の残渣は深刻な問題であり、それらは適切に貯蔵されなければならない。このプラント最終生成物を減らす作業は、とてもコストが高い（経済的な視点で見て）。
【００１４】
従来のプラントでは、最大エネルギー生産が、およそ２００／３００ｋＷ／ｔであることにも注意すべきである。このような数値は低く、プラントの管理を保証するのに十分でない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の主要な目的は、残留物を最小限にするのに適した、マテリアルの燃焼プロセスを提供することである。
【００１６】
技術的な目的の範囲で、本発明は、高効率でオペレーティングコストの低いマテリアルの燃焼プロセスを提供する目的も有している。
【００１７】
また、本発明は、かなりの高温で操作するのに適したマテリアルの燃焼プロセスを提供する目的も有している。
【００１８】
また、本発明は、シンプルな構造で、実質的にコンパクトな容量で、物質の燃焼プロセスに従った装置を提供する目的も有している。
【００１９】
また、本発明は、公知の技術でかなりコンパクトに圧縮された最大のエネルギー生産価を有するマテリアルの燃焼プロセスを提供する目的も有している。
【００２０】
また、本発明は、マテリアルの燃焼プロセス、および関連した装置、特に、安価で、シンプルな装置／生産、および安全に適用することが可能な、廃棄物熱源転換プラントのための装置を提供する目的も有している。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、以下によって、この目的や意図を達成する。すなわち、適切に圧縮されリアクションチャンバに投入され、チャンバを閉じられたマテリアルの燃焼；マテリアルの燃焼が活性化するように、それぞれが互いに正確な化学量論比で、ある流量の可燃性ガスおよび対応した流量の燃焼維持ガスをリアクションチャンバに噴射し；それ以上のガスを導入することなく、酸素をそのマテリアルの中に含む被酸化要素の熱化学反応を続け；燃焼維持ガスを再度噴射して、少なくとも温度上昇がストップするまで、残存被酸化要素の熱化学反応を促進し；そして、燃焼維持ガスの噴射を続けている間に、スロットルバルブを開いて、実質的に一定な圧力下で、強固に結合した酸素を熱分解し残存金属を酸化するために、被酸化要素の熱化学反応が完了するまで、ガスの排出を続ける。
【００２２】
この目的およびこの意図は、以下の装置によっても達成される。すなわち、上述したプロセスを実現するのに適した、特に廃棄物熱源転換プラントのための装置で、リアクションチャンバを含むタイプで、マテリアルの投入のための取入口、ガスが流出可能な出口、試薬ガスを導入するのに適した循環路を備え、燃焼維持ガスとして、濃縮酸素フラクション（Ｆ）を比率で表し、装置の最大可動圧力（Ｐ）をバールで表し、リアクションチャンバの自由内容量（Ｖ）を立方メートルで表し、燃焼チャンバに投入されるマテリアルの量（Ｍ）をトンで表し、リアクションチャンバ３の少なくとも一部が到達した最大温度（Ｔ）をケルビンで表した場合に、これらは以下の化学式でリンクしている。
ＦＰＶ／Ｍ≧５．２４×１０−２×（Ｔ２−３１４．７３×Ｔ）
【図面の簡単な説明】
【００２３】
更なる詳細は、以下に述べる詳細な説明によって、さらに明らかになるが、特に制限されないマテリアルの燃焼プロセスの実施の形態、および、図示で例示された、図面に添付の、特に廃棄物熱源転換プラントのための関連装置は、本発明の目的を限定するものではない。
【００２４】
【図１】図１は、本発明における、マテリアルの燃焼プロセスのブロック図である。
【図２】図２は、マテリアルの燃焼のため、特に本発明による廃棄物熱源転換プラント装置の縦アキシャル断面に従った断面側面図である。
【図３】図３は、図２のIII部拡大図である。
【図４】図４は、特に本発明による廃棄物熱源転換プラント装置の水平面に従った断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の好適な実施形態の詳細な説明
図面を参照すると、符号１は、マテリアルＸの燃焼プロセスの全体を示し、符号２は、これに関連した装置、特に廃棄物熱源転換プラントを示す。
【００２６】
マテリアルＸの燃焼のためのプロセス１は、一連の５つのステップを含み、最初の３つは不可欠である。
【００２７】
公知の焼却炉でも同様にマテリアルＸは圧縮されるが、第１ステップ（ａ）において、特別な前処理なしにマテリアルＸは好適に圧縮され、リアクションチャンバ３に投入されなければならず、しかもリアクションチャンバ３は閉じられなければならない。
【００２８】
従来の焼却炉では、リアクションチャンバ３に投入されたマテリアルＸは、通常、適切に前処理されなければならず、水分を除去し、全ての不燃材または燃焼の間に有害排気ガスを生成するかもしれない物質（たとえば塩化ポリマーのような物質）を除去しなければならなかった。本発明に係るプロセス１および関連装置２では、まだ前処理されていないマテリアルＸを処理することができ、複合体コンプレックスおよび負荷の高い運転を減らすか制限することができ、経済的にも有利でもある。以下に述べるように、本発明のプロセス１は、オペレーティングサイクルが特に優れているため、不燃材物質および他の物質の破片マテリアルＸに適用することもできる。
【００２９】
第２ステップ（ｂ）において、ある流量の可燃性ガス、および可燃性ガスに対応する燃焼維持ガス、この２つのガスが、それぞれ正確な化学量論比で、リアクションチャンバ３に噴射されなければならない。
【００３０】
可燃性ガス、たとえばメタンの流量は、その特に化学量論的な酸素（マテリアルＸ（たとえば廃棄物）が自然燃焼するためのトリガーとして）と一緒に、リアクションチャンバ３に噴射され、燃焼反応の間、二酸化炭素と水蒸気が生成される。燃焼が開始されると、処理されるマテリアルＸのタイプに応じて、温度が約１００〜１５０℃から、６００〜６５０℃近辺に変化しても良く、可燃性ガスの導入が止められても良い。
【００３１】
第３ステップ（ｃ）において、他のガスなしに、マテリアルＸに供給された酸素によって、被酸化要素の熱化学反応（たとえば、炭素の酸化）を続けることが必要である。このことは、炭素と反応することでもっぱら持続的に酸化が続き、リアクションチャンバ３の中のマテリアルに酸素がルーズに結合することを意味する。上記の要素は、二酸化炭素を生成し、マテリアルのブライン温度が８００〜９００℃、そしてさらに高温になる。
【００３２】
温度上昇がストップした時に開始される第４ステップ（ｄ）では、さらなる燃焼維持ガスを噴射し、少なくとも残っている炭素の部分および一般的な被酸化物質の酸化反応を伴い、少なくとも温度の再上昇がストップするまで（通常１６００℃〜２２００℃の間）、再びマテリアルＸの処理に依存する。
【００３３】
最大温度および最大内圧Ｐに到達するまで、噴射された酸素は、残存している炭素部分（二酸化炭素生成物質）および他の被酸化部分を酸化する。実際には、温度は２０００℃〜２２００℃、圧力は３５〜５０バールに到達しても良い。実施形態では、圧力および温度の値が上述した範囲を超えても良く、本発明がカバーする範囲で妨げない。
【００３４】
第５（最終）ステップ（ｅ）では、ガスの排気口４において、スロットルバルブ５が開いており、被酸化物質の熱化学反応を完全にするために、ガスの排出を可能にしており、同時に、実質的にコンスタントな圧力で、燃焼維持ガスの導入を続ける。たとえば、全ての残存炭素が酸化されるまで、強く結合した酸素が熱分解され、残存金属が酸化される（鉄およびアルミニウムは大抵、都市ゴミに含まれることに注意すべきである）。
【００３５】
第５（最終）ステップ（ｅ）およびプロセス１の終了は、リアクションチャンバ３内に設置することができる温度−圧力プローブから送られてくるシグナルに負勾配が見られた時に確認することができる。
【００３６】
バルブ５は、プロセス１の終了まで開状態をキープされる。すなわち、内圧は、大気圧と同じ値にまで到達することとなる。
【００３７】
最終ステップ（ｅ）の間、リアクションチャンバ３内の圧力が、大気圧と等しくなるまで、スロットルバルブ５の開状態がコントロールされていなくてはならない（リアクションチャンバ３の圧力値を予め設定された値に維持するのに適した制御および維持装置を使用する）ことを強調しておかなければならない。
【００３８】
リアクションチャンバ３から排出されたガスは、スロットルバルブ５を経て、適したコンテナ６へ向かい、必要であれば冷気と混合され、酸化金属の分別堆積がそこへ収容され、実質的に粉末形状となる。
【００３９】
そのために、コンテナ６は、適した少なくとも１つの区画７を有しており、酸化金属をたい積させることができると共に、それらの除去を点検可能である。
【００４０】
装置２からガスが排出される前に、煙霧洗浄のために、ガスは、銅系触媒２３を有する適したデバイス２２（コンテナ６の下流に、経路に沿って配置され、煙霧の高純度化のために最適に特定されたデバイス）を通る。
【００４１】
銅系触媒２３は、無反応性の鉄が結合した連続したバンドを有しており、
両サイドが銅鉱床で覆われており、それはローラをスライドすることで、一方から他方へ通り過ぎ、また逆もしかりであり、ボックスの２つの区画は、無反応性の鉄でできたパーティションで２つに分割される。
【００４２】
酸素は、２つの区画の一方に導入され、燃焼煙霧が他方に導入される。燃焼煙霧は、水素および一酸化炭素の分子を含み、環境に有害である。温度が、現時点で数百℃の時において、第１区画の銅は、酸化され、第２区画で反応する酸化銅となり、前記温度では、水素と一酸化炭素が反応し、水蒸気および二酸化炭素を生成し、環境を害さない。
【００４３】
デバイス２２の煙霧洗浄は、ハロゲンガスの酸化および除去が行われる「スクラッバー」も含む。
【００４４】
このようにして、実質的に８０℃より低い温度で、デバイス２２の煙霧洗浄の下流側では、二酸化炭素のみが流れてくる。
【００４５】
装置２は、手順１を実現するのに適しており、特に廃棄物熱源転換プラントへの導入に適している。装置２は、マテリアルＸの投入のための取入口８をもつリアクションチャンバ３と、ガスが流出するのに適した排気口４、および反応ガスの導入のための循環路９を有している。
【００４６】
本発明に係る装置２では、燃焼維持ガスとして、濃縮酸素フラクション（Ｆ）を比率で表し、装置２の最大可動圧力（Ｐ）をバールで表し、リアクションチャンバ３の自由内容量（Ｖ）を立方メートルで表し、燃焼チャンバ３に投入されるマテリアルＸの量（Ｍ）をトンで表し、リアクションチャンバ３の少なくとも一部が到達した最大温度（Ｔ）をケルビンで表した場合に、これらは以下の化学式で示される。
ＦＰＶ／Ｍ≧５．２４×１０−２×（Ｔ２−３１４．７３×Ｔ）
【００４７】
特に、装置２は、シールされた外側管１０と、外側管１０の型に対応した内側ケーシング１１を有している。
【００４８】
内側ケーシング１１は、リアクションチャンバ３内の圧力によって生じる機械荷重に耐える厚みで、これに適した耐熱材で最適に造られており、かなりの高温に耐えることができる。
【００４９】
内側ケーシング１１は、凹部を有する円柱形状（図４に示す）に造られており、実際上、実施といった特別な目的の実施形態によって、好適な厚み、例えば２００mm前後の厚みを有している。
【００５０】
シリンダは、補強リブ、たとえば、半径状に分配された６つのリブを有しており、リブの外接円の直径は、外側管１０の内径と等しい。
【００５１】
外側管１０と内側ケーシング１１との間に存在するスペース１２は、分割されたような円筒リング形状をしており、狭く、たとえば厚み１００mmである。
【００５２】
スペース１２は、冷却流体を通らせる入口チャンネル１３と出口チャンネル１４とを有している。
【００５３】
本発明が適用できる可能な実施形態では、冷却流体は、大気をポンプしてスペース１２に送り込む流体であり、外側管１０と内側ケーシング１１の壁面を冷却する。コンピュータ処理による好適な制御およびマネジメントステーション（不図示）は、出口チャンネル１４に配置されたバルブを調整することにより、リアクションチャンバ３内の圧力とスペース１２内の圧力とが、常に等しくなるようにしている。
【００５４】
装置２は、リアクションチャンバ３内の圧力および温度をチェックするセンサ１５を有している。
【００５５】
装置２は、リアクションチャンバ３内へ、可燃性流体を導入するノズル１６と、燃焼維持流体を導入するノズル１７とを有している。前記ノズル１６およびノズル１７は、リアクションチャンバ３内の燃焼を、それぞれの化学量論比で調整するために、これらの流体を、適切に導入する。
【００５６】
ガスが流出する排気口４は、栓１８の形状が、耐熱材で造られた内側ケーシング１１の中に形成された対応受け穴１９と合致するため、スロットルバルブ５によって実質的に遮られる。
【００５７】
対応受け穴１９は、リアクションチャンバ３と連通している。栓１８は、加減可能に制御された押出機２０によって、対応受け穴１９の方へ向かい、ブロックする。このような押出機２０の動作の強度は、（プロセス１の現在のステップによって）リアクションチャンバ３内の維持された（または到達した）圧力により決定される。
【００５８】
実施形態では、外側管１０は、互いに結合可能な複数の外被部分で構成されている。外被部分の取り外しによって、交換やメンテナンスのために、耐熱材で造られた内側ケーシング１１を抽出することができる。多くの連続したサイクルの後、装置２が完全な可動を続けることができるように、耐熱材は劣化サインを示しても良い。置換が可能なので、従来の焼却炉と比較して、本発では装置２の管理をシンプルにすることができる、
【００５９】
マテリアルＸを投入するための取入口８は、不燃材でできた蓋２１を有しており、その形状および方向は、取入口８のそれと合致している。この装置２の使用することができる可燃流体の一つはメタン（ガスまたは液状の他の炭化水素を使用することの可能性は、ルールアウトではないし、または他の粉末にできる固体状態の可燃性物質でもいい）であることを強調しなければならない。
【００６０】
このような場合では、燃焼維持ガスは、ガス状の酸素を含まなければならない。そのために、リアクションチャンバ３内で得られる反応の強烈さにより、導入された大気に、酸素豊富なエアまたは純酸素を混合することができる。酸素のフラクションＦは既にラベルされているので、フラクションＦがリアクションチャンバ３（および装置２）のサイズを増大させた時に、反比例に変化するであろう。
【００６１】
新たなプロセス１は、４つの引き続くステップ（ｂ），（ｃ），（ｄ），および（ｅ）に先立つステップ（ａ）を含む不連続な化学的−物理的プロセスであり、公共固形廃棄物のように、予め定められた質量のマテリアルＸは、すばやく１８００℃から２２００℃の間の温度になり、それらの昇華を引き起こし、すなわち、液化ステージになることなしに蒸発する。プロセス１は、例えばチューブ状のリアクションチャンバ３の中で、温度／圧力勾配が２２００℃／５０バールのときに起こる。
【００６２】
好適なスロットルバルブ５は、最大圧力に対して耐性があるようなサイジングをしており、やってきた蒸気の流れを絞り、それらを断熱膨張にゆだね、冷却し、コンテナ６は導入する。そこから、熱交換機に送られ、エネルギーを得るための加熱蒸気が生産される。
【００６３】
マテリアルＸがプロセスを受けている間に、酸素は通常、大きな分子（ルーズに結合した酸素）としてふるまうと共に、要素（たとえば、酸素が強く結合するカルシウムおよびシリコン）のオキシドとして機能する。炭素は、ルーズに結合した要素としてふるまう。
【００６４】
既に示したように、ステップ（ｂ）では、可燃性ガス（例えばメタン）は、その特に化学量論的な酸素と一緒になり、マテリアルを、６００〜６５０℃にまで上昇させ、二酸化炭素と水蒸気を生成させる。
【００６５】
次のステップ（ｃ）では、外側からいかなるガスも噴射されず、炭素、他の易酸化要素、およびマテリアルの中ではルーズに結合し、二酸化炭素および他の酸化物を生成する酸素によって、マテリアルの温度を２２００℃にまで到達させても良い。
【００６６】
ステップ（ｄ）では、噴射している燃焼維持ガスを含み、通常、酸素であり、残存炭素および他の易酸化要素の一部を酸化し、最高温度Ｔ（ケルビンで表す）に到達し、最大内圧Ｐ（バールで表す）に到達するまで、二酸化炭素および酸化物を生成する。実際には、温度は２０００〜２２００℃、圧力は３５〜５０バールに到達しても良い。
【００６７】
ステップ（ｅ）では、スロットルバルブ５が開かれて、全ての残存炭素が酸化されるまで、燃焼維持ガスが導入され続け、強力に結合した酸化物は熱分解を受け、残存金属、たとえば鉄やアルミニウムが酸化される。
【００６８】
プロセス１の最終ステップ（ｅ）の開始は、センサ１５、たとえば、温度−圧力プローブ、から送られた負のシグナルが示されることによって分かる。プロセス１が終わるまでバルブ５が開状態を続ける、すなわち、内圧が大気圧と同じ値になる。
【００６９】
ステップ（ｅ）の開始から、コンテナ６に導入された水蒸気は、外気と混合されても良く、熱交換機に変換可能な最大温度に到達する。
【００７０】
コンテナ６に導入された後、熱交換機を通過している間、徐々に冷却されることによって、粉末形状で、適した区画７に収容される酸化金属の分別堆積が起こる。
【００７１】
熱交換機の下流では、蒸気洗浄のためのデバイスは、蒸気を酸性化し、ハロゲンガスを除去する。このように、８０℃より低い温度で、二酸化炭素は、煙突から出てくる。
【００７２】
酸素は、極低温にされても良く、または市場で入手できるいわゆる「分子篩」として得られても良い。１トンの物質あたり、プロセスを受けたメタンおよび酸素の消費量は、たとえば、メタンが約３０Ｎｍ３（標準立方メーター：使用されたガスの体積の測定単位で、「標準」状態とは、大気圧下で、温度が０℃のことである）で、酸素が３０Ｎｍ３である。
【００７３】
生活固形廃棄物のような物質のために、本プロセスは、そのＮＨＶ（Net Heating Value；真発熱量は、燃料の完全燃焼の間に放出された熱の量であり、水蒸気の蒸発熱は考慮しない）よりもはるかに優れた熱の発生を引き起こし、熱生産は、通常の廃棄物熱源転換プラントに比べ、２．５〜３倍前後になると共に、残渣の量を大幅に減少（３００〜３２０に対して５〜１０ｋｇ／ｔｏｎ）させることができ、特殊な埋立て場に必要とされ使用することができる。
【００７４】
本プロセスは、メタン／酸素比の増大、熱伝達および粉末生成の減少を伴うことで、不燃性とされる非有機物質にも適用することもできる。
研究および実験により導かれた以下の化学式
ＦＰＶ／Ｍ≧５．２４×１０−２×（Ｔ２−３１４．７３×Ｔ）
により、装置２のサイジングをすることができる。装置２のサイジングは、
富燃焼維持ガス（酸素）フラクションにおいて、投入される物質の温度／体積プロセスを意味する。
【００７５】
バルブ５は、耐熱材の摩耗により生じた隙間をなくすことができる。適した屈曲チューブは、（もし存在していれば）リアクションチャンバ３内のエリアの圧力のビルドアップを阻止しても良い。
【００７６】
上述したように、本発明によって、事前設定した目的を達成できる。上述した本発明は、本発明のコンセプトを逸脱しない範囲で、様々な形で適宜改変され適合させても良い。たとえば、内側ケーシング１１（バルブ５に使い領域）に、開口を形成しても良い。これにより、エネルギー回収のために、ガスを、従来の熱交換機を流れていたようにすることができ、その結果、従来の脱ハロゲンのための「洗浄機」（煙霧洗浄タワー）の中であったのを、煙突にすることができる。
【００７７】
リアクションチャンバ３は、好適な厚み、たとえば２００ｍｍを有する内側ケーシング１１によって区切られ、たとえば図４に示すように６つのリブを有しており、リブに外接する円の直径が、外側管１０の内径と等しく、内側ケーシング１１の外側シリンダ部は、たとえ完全に密閉するように成型されていなくてもリアクションチャンバ３から分離できるように、円筒リング形状の狭いスペース（スペース１２）があり、たとえば１００ｍｍの厚みがある。
【００７８】
蓋２１は、しめ金された耐火性のプレートを備えており、ガラスシールされ、その間に挿入された弾性トロイダル金属リングを有するフランジ部にある。蓋２１は、水平バーにより後方にガイドされても良く、ローディングホッパ（可能な一つの実施形態で）で、処理されたマテリアルＸのかたまりをアンロードする。蓋２１の動きは、マテリアルＸのかたまりをリアクションチャンバ３に挿入するように、空圧式または液圧式のプッシャによって得られても良く、圧縮されたガス封止を保証する。
【００７９】
プロセス１のステップ（ｂ）の開始は、化学量論的な可燃性ガスと燃焼維持ガスが、ノズル１６，１７により導入されることによって確保され、適した点火装置によって点火される。
【００８０】
さらに、本発明における全ての細部は、他の技術的に同等な要素と替えることができる。図示した実施形態、具体例に関連して示した個々の機構は、例示的な実施形態で示した他の機構と入れ替えても良い。さらに、特許取得済みの、進行している間のいかなる手順は、先行技術で明らかにされていなければならず、請求項から除外されるものとすることを記載しておかなければならない（権利の放棄）。
【００８１】
本発明は、本発明または関連した素材を形成する製品に関連した法律およびルールを厳守することで、実現するものとし、もし必要であれば、関連機関、特に安全衛生規則、公害および健康に関するもの、等の許可の影響を受けるものとする。
【００８２】
実際に使用された物質の形態や容量は、請求項の記載から外れない範囲で、要望に応じて可変しても良い。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マテリアル（Ｘ）をリアクションチャンバ（３）に投入し、前記リアクションチャンバ（３）を閉じるステップと；
前記マテリアルの燃焼が活性化するまで、前記リアクションチャンバ（３）に可燃性ガスを噴射し、相対化学量論比で、燃焼維持ガスを噴射するステップと；を少なくとも含むマテリアル（Ｘ）の燃焼方法であって、
前記燃焼方法（１）は、
外部からリアクションチャンバ（３）へのガスの導入を止めて、少なくとも温度の上昇が止まるまで、前記マテリアル（Ｘ）に含まれる酸素と、前記マテリアル（Ｘ）の中に存在する被酸化要素との熱化学反応を起こさせたままにするステップを少なくとも含むことを特徴とする燃焼方法。
【請求項２】
燃焼維持ガスを再度噴射し、少なくとも温度の上昇が止まるまで、前記マテリアル（Ｘ）の中に存在する被酸化要素の熱化学反応を促進するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の燃焼方法。
【請求項３】
スロットルバルブ（５）を開状態にし、前記リアクションチャンバ（３）から前記ガスを放出すると共に、前記燃焼維持ガスの噴射を続け、前記被酸化要素の熱化学反応を完成させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の燃焼方法。
【請求項４】
前記スロットルバルブ（５）を開き、実質的に一定な圧力下で、前記燃焼維持ガスの噴射が維持されることを特徴とする請求項３に記載の燃焼方法。
【請求項５】
前記スロットルバルブ（５）を開状態にするステップは、前記リアクションチャンバ（３）内の圧力が大気圧と等しくなるまで続けられることを特徴とする請求項３に記載の燃焼方法。
【請求項６】
前記ガスを、外部環境へ放出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の燃焼方法。
【請求項７】
前記ガスは、コンテナ（６）の中に貯留される第１ステージ、および蒸気洗浄装置（２２）を通過する第２ステージを通して、前記外部環境へ放出されることを特徴とする請求項６に記載の燃焼方法。
【請求項８】
前記蒸気洗浄装置（２２）は、水素と一酸化炭素の分子が前記外部環境へ排出されることを防止するために、前記蒸気と反応するように設計された銅系触媒（２３）を含むことを特徴とする請求項７に記載の燃焼方法。
【請求項９】
ハロゲン化された化合物を持たない二酸化炭素が、前記蒸気洗浄装置（２２）から排出されることを特徴とする請求項８に記載の燃焼方法。
【請求項１０】
前記コンテナ（６）の中に貯留されて、対応する回収区画（７）へ、徐冷却によって、粉体形状で、酸化金属のフラクション堆積が起こることを特徴とする請求項７に記載の燃焼方法。
【請求項１１】
前記可燃性流体は、メタンまたは他のガス状燃料であり、前記燃焼維持流体は、ガス状の酸素を含むことを特徴とする請求項２に記載の燃焼方法。
【請求項１２】
前記温度上昇は、最大温度（Ｔ）および最大圧力（Ｐ）の時に止まることを特徴とする請求項１１に記載の燃焼方法。
【請求項１３】
前記熱化学反応の特徴は、前記リアクションチャンバ（３）およびマテリアル（Ｘ）にリンクしており、
燃焼維持ガスとしての濃縮酸素フラクションＦを比率で表し、圧力Ｐをバールで表し、温度Ｔをケルビンで表し、前記リアクションチャンバ３の内容量（Ｖ）を立方メートルで表し、マテリアルＸの量（Ｍ）をトンで表した場合に、
以下の化学式
ＦＰＶ／Ｍ≧５．２４×１０−２×（Ｔ２−３１４．７３×Ｔ）
に従っていることを特徴とする請求項１１に記載の燃焼方法。
【請求項１】
マテリアル（Ｘ）をリアクションチャンバ（３）に投入し、前記リアクションチャンバ（３）を閉じるステップと；
前記マテリアルの燃焼が活性化するまで、前記リアクションチャンバ（３）に可燃性ガスを噴射し、相対化学量論比で、燃焼維持ガスを噴射するステップと；を少なくとも含むマテリアル（Ｘ）の燃焼方法であって、
前記燃焼方法（１）は、
外部からリアクションチャンバ（３）へのガスの導入を止めて、少なくとも温度の上昇が止まるまで、前記マテリアル（Ｘ）に含まれる酸素と、前記マテリアル（Ｘ）の中に存在する被酸化要素との熱化学反応を起こさせたままにするステップを少なくとも含むことを特徴とする燃焼方法。
【請求項２】
燃焼維持ガスを再度噴射し、少なくとも温度の上昇が止まるまで、前記マテリアル（Ｘ）の中に存在する被酸化要素の熱化学反応を促進するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の燃焼方法。
【請求項３】
スロットルバルブ（５）を開状態にし、前記リアクションチャンバ（３）から前記ガスを放出すると共に、前記燃焼維持ガスの噴射を続け、前記被酸化要素の熱化学反応を完成させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の燃焼方法。
【請求項４】
前記スロットルバルブ（５）を開き、実質的に一定な圧力下で、前記燃焼維持ガスの噴射が維持されることを特徴とする請求項３に記載の燃焼方法。
【請求項５】
前記スロットルバルブ（５）を開状態にするステップは、前記リアクションチャンバ（３）内の圧力が大気圧と等しくなるまで続けられることを特徴とする請求項３に記載の燃焼方法。
【請求項６】
前記ガスを、外部環境へ放出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の燃焼方法。
【請求項７】
前記ガスは、コンテナ（６）の中に貯留される第１ステージ、および蒸気洗浄装置（２２）を通過する第２ステージを通して、前記外部環境へ放出されることを特徴とする請求項６に記載の燃焼方法。
【請求項８】
前記蒸気洗浄装置（２２）は、水素と一酸化炭素の分子が前記外部環境へ排出されることを防止するために、前記蒸気と反応するように設計された銅系触媒（２３）を含むことを特徴とする請求項７に記載の燃焼方法。
【請求項９】
ハロゲン化された化合物を持たない二酸化炭素が、前記蒸気洗浄装置（２２）から排出されることを特徴とする請求項８に記載の燃焼方法。
【請求項１０】
前記コンテナ（６）の中に貯留されて、対応する回収区画（７）へ、徐冷却によって、粉体形状で、酸化金属のフラクション堆積が起こることを特徴とする請求項７に記載の燃焼方法。
【請求項１１】
前記可燃性流体は、メタンまたは他のガス状燃料であり、前記燃焼維持流体は、ガス状の酸素を含むことを特徴とする請求項２に記載の燃焼方法。
【請求項１２】
前記温度上昇は、最大温度（Ｔ）および最大圧力（Ｐ）の時に止まることを特徴とする請求項１１に記載の燃焼方法。
【請求項１３】
前記熱化学反応の特徴は、前記リアクションチャンバ（３）およびマテリアル（Ｘ）にリンクしており、
燃焼維持ガスとしての濃縮酸素フラクションＦを比率で表し、圧力Ｐをバールで表し、温度Ｔをケルビンで表し、前記リアクションチャンバ３の内容量（Ｖ）を立方メートルで表し、マテリアルＸの量（Ｍ）をトンで表した場合に、
以下の化学式
ＦＰＶ／Ｍ≧５．２４×１０−２×（Ｔ２−３１４．７３×Ｔ）
に従っていることを特徴とする請求項１１に記載の燃焼方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２０１１−５２２２００（Ｐ２０１１−５２２２００Ａ）
【公表日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０９０８７（Ｐ２０１１−５０９０８７）
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＴ２００９／０００２０８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３９０１７
【国際公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（５１０３０１２９７）
【氏名又は名称原語表記】ＬＥＯＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｓ．Ｐ．Ａ．
【住所又は居所原語表記】Ｖｉａ Ｇ．Ｌｅｏｎａｒｄｅｌｌｉ，３，Ｉ−４７８９１ Ｄｏｇａｎａ（Ｒ．Ｓ．Ｍ）（ＳＭ）．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１１日（２００９．５．１１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＴ２００９／０００２０８
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３９０１７
【国際公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（５１０３０１２９７）
【氏名又は名称原語表記】ＬＥＯＮ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｓ．Ｐ．Ａ．
【住所又は居所原語表記】Ｖｉａ Ｇ．Ｌｅｏｎａｒｄｅｌｌｉ，３，Ｉ−４７８９１ Ｄｏｇａｎａ（Ｒ．Ｓ．Ｍ）（ＳＭ）．
【Ｆターム（参考）】
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