JP2001021140A - 回転蓄熱式熱交換器 - Google Patents

回転蓄熱式熱交換器

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JP2001021140A
JP2001021140A JP11190244A JP19024499A JP2001021140A JP 2001021140 A JP2001021140 A JP 2001021140A JP 11190244 A JP11190244 A JP 11190244A JP 19024499 A JP19024499 A JP 19024499A JP 2001021140 A JP2001021140 A JP 2001021140A
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JP
Japan
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combustion
heat
heat exchanger
heat storage
combustion air
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JP11190244A
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English (en)
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Toshiyuki Suda
俊之 須田
Toshiro Fujimori
俊郎 藤森
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IHI Corp
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IHI Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体への煤塵の付着
を防止し、蓄熱体が閉塞するのを防止して熱回収率の向
上を図るとともに、燃焼排ガスを急速冷却してダイオキ
シン排出量の低減化を図る。 【解決手段】 煤塵を含む燃焼排ガス7と燃焼空気16
とを熱交換する回転蓄熱式熱交換器9であって、燃焼排
ガス排出管11と燃焼空気供給管12のそれぞれの中間
に連結された筒体9aと、筒体9a内の中間に内嵌した
円筒状の回転可能なハニカム状セラミックス製の蓄熱体
13と、筒体9aの蓋板9b下面と蓄熱体13上面との
間および筒体9aの底板9c上面と蓄熱体13下面との
間に配設された燃焼排ガス7aと燃焼空気16aとを分
離する各2枚の平行な分割板14、14aと、2枚の分
割板14、14aの間に高圧空気19を吹き込んで蓄熱
体13に付着した煤塵を吹き飛ばす高圧空気供給管18
とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転蓄熱式熱交換
器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】流動床式廃棄物燃焼装置では、廃棄物は
流動床内で急激に燃焼するため不完全燃焼が生じてダイ
オキシンが発生する。
【0003】廃棄物の燃焼によるダイオキシンの発生量
を低減化させるには、燃焼炉内で高温燃焼することと、
燃焼排ガスを急速冷却してダイオキシンの再合成反応が
起きるとされる300〜400℃での滞留時間を短くす
ることが重要である。
【0004】そこで、燃焼炉内から排出される高温の燃
焼排ガスと燃焼炉内のフリーボード部に供給する二次燃
焼空気とをハニカム製の蓄熱体を有する回転蓄熱式熱交
換器を介して熱交換し、高温の二次燃焼空気を燃焼炉内
のフリーボード部に供給して燃焼排ガスに同伴されてい
る未燃固形物や不完全燃焼ガスを高温で完全燃焼させ、
かつ、燃焼排ガスを上記回転蓄熱式熱交換器によって急
速冷却させてダイオキシンの再合成を防止することが考
えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ハ
ニカム製の蓄熱体を有する回転蓄熱式熱交換器では、燃
焼炉から排出される燃焼排ガス中には煤塵が含まれてい
るため、ハニカム製の蓄熱体に煤塵が付着して閉塞して
しまったり、熱回収率を悪化したり、回転部分における
燃焼排ガスと二次燃焼空気のシールが悪化したりする。
また、廃棄物の燃焼では、煤塵はダイオキシン再合成の
触媒とされており、蓄熱体に煤塵が付着するとダイオキ
シンの合成反応が促進されて急速冷却による効果を相殺
してしまうという問題がある。
【0006】本発明は、上記のような問題点を解決する
ために創案されたもので、ハニカム製の蓄熱体を有する
回転蓄熱式熱交換器の蓄熱体への煤塵の付着を防止する
ことにより、蓄熱体が閉塞するのを防止し、熱回収率の
向上を図り、燃焼排ガスと燃焼空気のシール性の向上を
図り、かつ、ダイオキシンの再合成を防止することがで
きる回転蓄熱式熱交換器を提供することを目的とするも
のである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、煤塵を含む燃焼排ガスと燃焼空気
とを熱交換する回転蓄熱式熱交換器であって、燃焼排ガ
ス排出管と燃焼空気供給管のそれぞれの中間に連結され
た筒体と、筒体内の中間に内嵌した円筒状の回転可能な
ハニカム状セラミックス製の蓄熱体と、筒体の蓋板下面
と蓄熱体上面との間および筒体の底板上面と蓄熱体下面
との間に配設された燃焼排ガスと燃焼空気とを分離する
各2枚の平行な分割板と、2枚の分割板の間に高圧空気
を吹き込んで蓄熱体に付着した煤塵を吹き飛ばす高圧空
気供給管とを有する回転蓄熱式熱交換器が提供される。
【0008】次に本発明の作用を説明する。本発明の回
転蓄熱式熱交換器によれば、熱交換器の筒体内の上下部
に配設された燃焼排ガスと二次燃焼空気とを分離する各
2枚の平行な分割板の間に高圧空気を吹き込んで、ハニ
カム状セラミックス製の蓄熱体に付着した煤塵を吹き飛
ばすので、蓄熱体は閉塞することがなく、高効率で十分
な熱回収ができるとともに、筒体内の燃焼排ガスと燃焼
空気のシール性の向上を図ることができる。煤塵は熱交
換器の下流側に設けた、図示しない灰処理設備へ排出す
る。煤塵を吹き飛ばした空気は、流量が少なく燃焼排ガ
スや二次燃焼空気と分離されているので、灰処理設備の
負荷が小さい。また、高温の燃焼排ガスは、高温部と低
温部の温度勾配が非常に大きく、清掃されたハニカム状
セラミックス製の蓄熱体を有する回転蓄熱式熱交換器に
よって急速冷却されるので、ダイオキシンの再合成が防
止できる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て、図面に基づいて説明する。図1は本発明の回転蓄熱
式熱交換器を、流動床式廃棄物燃焼装置に適用した場合
の概念図であり、図2は図1のハニカム状セラミックス
製の蓄熱体を有する回転蓄熱式熱交換器の拡大図であ
る。
【0010】図1において、1は廃棄物燃焼装置であ
る。1Aは廃棄物燃焼装置1の燃焼炉である。1aは燃
焼炉1Aの底部に設けた風箱であり、1bは燃焼炉1A
のフリーボード部である。2は燃焼炉1Aの散気板で、
多数のガス吹出ノズル2aを配設している。3は散気板
2上に形成する流動床で、流動媒体である多量の珪砂3
aを貯留している。4は燃焼炉1Aの側方に設けられた
廃棄物投入用ホッパで、廃棄物5を燃焼炉1Aの上方か
ら投入する。6は燃焼空気で、風箱1aに連結した燃焼
空気供給管10から風箱1aに供給され、散気板2に設
けられた多数のガス吹出ノズル2aから燃焼炉1A内に
吹き出し、燃焼炉1A内に投入された廃棄物5と珪砂3
aを撹拌し、浮遊、流動させながら廃棄物5を燃焼させ
る。7、7a、7bは廃棄物5の燃焼によって発生した
約800℃の高温の燃焼排ガスで、燃焼炉1Aの中間
で、二次燃焼空気供給管12、12aから供給された二
次燃焼空気16、16aにより未燃固形物や不完全燃焼
ガスを再燃焼し、燃焼炉1A内で発生したダイオキシン
をフリーボード部1b内の高温雰囲気で分解して燃焼炉
1Aのフリーボード部1bを上昇し、燃焼炉1Aの上部
に設けた燃焼排ガス排出管11、11a、11bを通っ
て下流側に排出される。8は燃焼排ガス排出管11、1
1a間に介在して設けたサイクロンである。9は燃焼排
ガス排出管11a、11b間および二次燃焼空気供給管
12a、12間に介在して設けた回転蓄熱式熱交換器で
ある。17はサイクロン8で燃焼排ガス7から分離され
た飛灰である。
【0011】回転蓄熱式熱交換器9は、図2に示すよう
に、筒体9aの上部側面と下部側面に燃焼排ガス排出管
11aと11bおよび二次燃焼空気供給管12aと12
を連結している。筒体9aの中間には円筒状の回転可能
なハニカム状アルミナセラミックス製の蓄熱体13が内
嵌されており、筒体9aの上面に設けた、図示しないモ
ータにより軸15を中心として矢印A方向に回転する。
蓄熱体13の回転速度は、ほぼ1rpmである。14は
筒体9aの蓋板9b下面と蓄熱体13上面との間に配設
された2枚の平行な分割板で、筒体9a内に送給された
燃焼排ガス7aと二次燃焼空気供給管12aへ供給する
二次燃焼空気16aとを分離する。14aは筒体9aの
底板9c上面と蓄熱体13下面との間に配設された2枚
の平行な分割板で、筒体9a内に送給された二次燃焼空
気16と燃焼排ガス7bとを分離する。燃焼排ガス7a
および二次燃焼空気16は、筒体9a内に送給され、こ
の回転蓄熱体13を通過して熱交換され、燃焼排ガス7
bおよび二次燃焼空気16aとして排出、送給される。
【0012】18は筒体9aの蓋板9bに連結された高
圧空気供給管である。19は高圧空気で、高圧空気供給
管18から上方の2枚の分割板14、14の間に吹き込
まれて蓄熱体13に付着した煤塵を吹き飛ばす。高圧空
気の圧力範囲は、6〜15Kg/cm2 である。蓄熱体
13を通過した煤塵を含んだ高圧空気19aは、下方の
2枚の分割板14a、14a間を通って、図示しない下
流側に設けた灰処理設備へ排出する。
【0013】次に実施形態に基づく作用について述べ
る。本発明の回転蓄熱式熱交換器9によれば、熱交換器
9の筒体9a内の上下部に配設された燃焼排ガス7と二
次燃焼空気16とを分離する各2枚の平行な分割板1
4、14と14a、14aの間に6〜15Kg/cm2
の高圧空気19を吹き込んで、ハニカム状セラミックス
製の蓄熱体13に付着した煤塵を吹き飛ばすので、蓄熱
体13は閉塞することがなく、高効率で十分な熱回収が
できるとともに、筒体9a内の燃焼排ガス7aと二次燃
焼空気16aのシール性の向上を図ることができる。煤
塵は熱交換器9の下流側に設けた、図示しない灰処理設
備へ排出する。煤塵を吹き飛ばした空気は、流量が少な
く燃焼排ガス7bや二次燃焼空気16と分離されている
ので、灰処理設備の負荷が小さい。また、高温の燃焼排
ガス7aは、高温部と低温部の温度勾配が非常に大き
く、清掃されたハニカム状セラミックス製の蓄熱体13
を有する回転蓄熱式熱交換器9によって急速冷却される
ので、ダイオキシンの再合成が防止できる。
【0014】本発明は、上記実施の形態に限定されるも
のではなく、石炭炊きボイラなどの熱交換器にも適用で
きるなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更し
得ることは勿論である。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ハ
ニカム状セラミックス製の回転蓄熱式熱交換器の筒体内
に配設した各2枚の分割板の間に高圧空気を吹き込んで
蓄熱体に付着した煤塵を吹き飛ばすので、蓄熱体は閉塞
することがなく、高効率で十分な熱回収ができるととも
に、筒体内の燃焼排ガスと燃焼空気のシール性の向上を
図ることができる。また、高温の燃焼排ガスは、清掃さ
れたハニカム状セラミックス製の蓄熱体を有する回転蓄
熱式熱交換器によって急速冷却されるので、高温部と低
温部の温度勾配が非常に大きく、ダイオキシンの再合成
を防止してダイオキシン排出量の低減化を図ることがで
きるなどの優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の回転蓄熱式熱交換器を、流動床式廃棄
物燃焼装置に適用した場合の概念図である。
【図2】図1のハニカム状セラミックス製の蓄熱体を有
する回転蓄熱式熱交換器の拡大図である。
【符号の説明】
1 廃棄物燃焼装置 1A 燃焼炉 1a 風箱 1b フリーボード部 2 散気板 2a ガス吹出ノズル 3 流動床 4 廃棄物投入用ホッパ 5 廃棄物 6 燃焼空気 7,7a,7b 燃焼排ガス 9 回転蓄熱式熱交換器 9a 筒体 10 燃焼空気供給管 11,11a,11b 燃焼排ガス排出管 12,12a 二次燃焼空気供給管 13 蓄熱体 14,14a 分離板 16,16a 二次燃焼空気 18 高圧空気供給管 19 高圧空気

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 煤塵を含む燃焼排ガスと燃焼空気とを熱
    交換する回転蓄熱式熱交換器であって、燃焼排ガス排出
    管と燃焼空気供給管のそれぞれの中間に連結された筒体
    と、筒体内の中間に内嵌した円筒状の回転可能なハニカ
    ム状セラミックス製の蓄熱体と、筒体の蓋板下面と蓄熱
    体上面との間および筒体の底板上面と蓄熱体下面との間
    に配設された燃焼排ガスと燃焼空気とを分離する各2枚
    の平行な分割板と、2枚の分割板の間に高圧空気を吹き
    込んで蓄熱体に付着した煤塵を吹き飛ばす高圧空気供給
    管とを有することを特徴とする回転蓄熱式熱交換器。
JP11190244A 1999-07-05 1999-07-05 回転蓄熱式熱交換器 Pending JP2001021140A (ja)

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