JP2001108381A - 高温空気加熱器 - Google Patents
高温空気加熱器Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery
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- Air Supply (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 伝熱管をセラミックスで構成した場合でも、
耐久性に優れ、更には伝熱特性にも優れた高温空気加熱
器を提供する。 【解決手段】 伝熱管１は、先端が封止されたセラミッ
クス製の伝熱外管２と、伝熱外管２内に挿着され伝熱外
管２との間に空隙３を有して配置された内管４とを備え
ている。内管４は先端部が開放され、開放先端部４Ａが
形成されている。また内管４は金属製の二重管で形成さ
れ、その二重管の外側の管と内側の管との間に断熱材５
が充填されている。このように構成すれば、被加熱空気
７は空隙３を通過する間に伝熱外管７を介して高温ガス
６により加熱され、内管４内を流れるときは、熱的に孤
立し更に加熱されることはなく、耐久性に優れ、かつ伝
熱特性にも優れた高温空気加熱器を得ることができる。
耐久性に優れ、更には伝熱特性にも優れた高温空気加熱
器を提供する。 【解決手段】 伝熱管１は、先端が封止されたセラミッ
クス製の伝熱外管２と、伝熱外管２内に挿着され伝熱外
管２との間に空隙３を有して配置された内管４とを備え
ている。内管４は先端部が開放され、開放先端部４Ａが
形成されている。また内管４は金属製の二重管で形成さ
れ、その二重管の外側の管と内側の管との間に断熱材５
が充填されている。このように構成すれば、被加熱空気
７は空隙３を通過する間に伝熱外管７を介して高温ガス
６により加熱され、内管４内を流れるときは、熱的に孤
立し更に加熱されることはなく、耐久性に優れ、かつ伝
熱特性にも優れた高温空気加熱器を得ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は高温ガスの熱回収に
係り、特に、都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉におけ
る廃棄物（家庭やオフィスなどから出される都市ごみな
どの一般廃棄物、廃プラスチック、カーシュレッダー・
ダスト、廃オフィス機器、電子機器、化粧品などの産業
廃棄物など、可燃物を含むもの）の焼却処理で発生する
高温の燃焼ガスの熱エネルギを空気と熱交換することに
より回収し、熱エネルギの有効利用を図る高温空気加熱
器に関する。
係り、特に、都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉におけ
る廃棄物（家庭やオフィスなどから出される都市ごみな
どの一般廃棄物、廃プラスチック、カーシュレッダー・
ダスト、廃オフィス機器、電子機器、化粧品などの産業
廃棄物など、可燃物を含むもの）の焼却処理で発生する
高温の燃焼ガスの熱エネルギを空気と熱交換することに
より回収し、熱エネルギの有効利用を図る高温空気加熱
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼却炉で
は、廃棄物の焼却処理で発生する高温の燃焼ガスの熱エ
ネルギを回収して有効利用するため、高温空気加熱器が
設けられている。高温空気加熱器は、金属製の伝熱管内
に空気を流通させて、高温の燃焼ガスとの熱交換により
空気を高温に加熱して熱回収するものであって、高効率
のエネルギ資源回収システムである。そして、回収され
た熱エネルギは、廃棄物の熱分解、発電及びその他の施
設に熱源として有効利用されている。なお、高温空気加
熱器の伝熱管は、焼却炉内に直接挿入配置されている。
は、廃棄物の焼却処理で発生する高温の燃焼ガスの熱エ
ネルギを回収して有効利用するため、高温空気加熱器が
設けられている。高温空気加熱器は、金属製の伝熱管内
に空気を流通させて、高温の燃焼ガスとの熱交換により
空気を高温に加熱して熱回収するものであって、高効率
のエネルギ資源回収システムである。そして、回収され
た熱エネルギは、廃棄物の熱分解、発電及びその他の施
設に熱源として有効利用されている。なお、高温空気加
熱器の伝熱管は、焼却炉内に直接挿入配置されている。
【０００３】ところで、都市ごみ焼却炉や産業廃棄物焼
却炉で発生する高温排ガスは、廃棄物の種類に起因する
塩素や塩化水素などの、高温における金属との反応で生
成した生成物が短時間で蒸発消失してしまうような、著
しく腐食性の高い腐食性物質を含む高腐食性のガスであ
る。そのため、これらの焼却炉内に設置され、高温、高
腐食性ガス雰囲気にさらされる空気加熱器の伝熱管は、
その材質の面からも、構造の面からも、このような高温
の腐食性ガスに対して十分な耐食性を有することが要求
されている。
却炉で発生する高温排ガスは、廃棄物の種類に起因する
塩素や塩化水素などの、高温における金属との反応で生
成した生成物が短時間で蒸発消失してしまうような、著
しく腐食性の高い腐食性物質を含む高腐食性のガスであ
る。そのため、これらの焼却炉内に設置され、高温、高
腐食性ガス雰囲気にさらされる空気加熱器の伝熱管は、
その材質の面からも、構造の面からも、このような高温
の腐食性ガスに対して十分な耐食性を有することが要求
されている。
【０００４】従来より、各種耐高温腐食用合金の開発が
進められているが、このような焼却炉の高温、高腐食性
ガスに対して十分な耐食性を有する耐食性合金はまだ見
出されていない。そのため、伝熱管の耐食性を向上させ
る方法として、金属製伝熱管にスタッドピンを溶接
し、その周囲に不定形耐火材を設置することや、金属
製伝熱管に直方形を基本とする耐火材れんがを縦横の目
地で繋いで設置することなどが提案されている。これら
の方法は、耐火材が腐食性ガス相における対流や相互拡
散の物理的な障壁として働き、酸素、塩素等の腐食性ガ
スの伝熱管表面への到達や反応生成物のガス相内での輸
送を抑止するといった作用で、伝熱管の腐食をある程度
は抑止している。
進められているが、このような焼却炉の高温、高腐食性
ガスに対して十分な耐食性を有する耐食性合金はまだ見
出されていない。そのため、伝熱管の耐食性を向上させ
る方法として、金属製伝熱管にスタッドピンを溶接
し、その周囲に不定形耐火材を設置することや、金属
製伝熱管に直方形を基本とする耐火材れんがを縦横の目
地で繋いで設置することなどが提案されている。これら
の方法は、耐火材が腐食性ガス相における対流や相互拡
散の物理的な障壁として働き、酸素、塩素等の腐食性ガ
スの伝熱管表面への到達や反応生成物のガス相内での輸
送を抑止するといった作用で、伝熱管の腐食をある程度
は抑止している。
【０００５】また、耐火材を使用せず、セラミックスを
用いて伝熱管を形成し、伝熱管の耐食性を向上させる方
法も考えられている。
用いて伝熱管を形成し、伝熱管の耐食性を向上させる方
法も考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術のうち耐火材を用いたの方法では、伝熱管端部
や管寄部において、スタッドピンの損傷、不定形耐火材
の割れや局所的な剥離・脱落の恐れがある。さらに、
の方法でも、耐火材れんがの局所的な剥離・脱落の恐れ
がある。いずれの場合においても、耐火材と金属製の伝
熱管との熱膨張差により、耐火材にクラックを生じ、そ
のために耐火材の固定金具が腐食損傷したり、耐火材自
身の損傷剥離が起こり、金属製の伝熱管の損傷などの深
刻な腐食現象があり、空気加熱器の寿命が短くなること
が予想される。耐火材の割れや局所的な剥離・脱落を防
止するには厚肉の耐火材を使用する方法もあるが、この
場合は高温空気加熱器の占有体積及び重量の増加が余儀
なくされる。
来技術のうち耐火材を用いたの方法では、伝熱管端部
や管寄部において、スタッドピンの損傷、不定形耐火材
の割れや局所的な剥離・脱落の恐れがある。さらに、
の方法でも、耐火材れんがの局所的な剥離・脱落の恐れ
がある。いずれの場合においても、耐火材と金属製の伝
熱管との熱膨張差により、耐火材にクラックを生じ、そ
のために耐火材の固定金具が腐食損傷したり、耐火材自
身の損傷剥離が起こり、金属製の伝熱管の損傷などの深
刻な腐食現象があり、空気加熱器の寿命が短くなること
が予想される。耐火材の割れや局所的な剥離・脱落を防
止するには厚肉の耐火材を使用する方法もあるが、この
場合は高温空気加熱器の占有体積及び重量の増加が余儀
なくされる。
【０００７】また、セラミックスを用いて伝熱管を形成
する方法では、緻密なセラミックス材料を用いれば伝熱
管を薄肉化できるので、コンパクトな高温空気加熱器を
得ることができるが、高温空気加熱器を炉壁に支持する
際に問題が生じる。すなわち、セラミックスを用いて伝
熱管を形成した場合、炉内では伝熱管の温度レベルは高
くなるので、高温空気加熱器を炉壁に支持する部位の温
度レベルも高くなって、当該部位の腐食反応が無視でき
なくなり、耐久性に問題が生じる恐れがある。
する方法では、緻密なセラミックス材料を用いれば伝熱
管を薄肉化できるので、コンパクトな高温空気加熱器を
得ることができるが、高温空気加熱器を炉壁に支持する
際に問題が生じる。すなわち、セラミックスを用いて伝
熱管を形成した場合、炉内では伝熱管の温度レベルは高
くなるので、高温空気加熱器を炉壁に支持する部位の温
度レベルも高くなって、当該部位の腐食反応が無視でき
なくなり、耐久性に問題が生じる恐れがある。
【０００８】本発明の目的は、伝熱管をセラミックスで
構成した場合でも、耐久性に優れ、更には伝熱特性にも
優れた高温空気加熱器を提供することである。
構成した場合でも、耐久性に優れ、更には伝熱特性にも
優れた高温空気加熱器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、高温ガスの雰囲気中に伝熱管が設けら
れ、前記伝熱管を介して前記高温ガスとの間で熱交換を
行って、前記伝熱管内を流れる被加熱空気を加熱する高
温空気加熱器において、前記伝熱管は、先端が封止され
たセラミックス製の伝熱外管と、前記伝熱外管内に挿着
され該伝熱外管との間に空隙を有して配置された内管と
を備え、前記内管は先端部が開放され、かつ金属より熱
伝導率の低い断熱構造に形成されて、前記被加熱空気は
前記空隙を通過する間に前記伝熱外管を介して前記高温
ガスにより加熱され、加熱後は前記開放先端部から前記
内管内へと流れることを特徴としている。
め、本発明は、高温ガスの雰囲気中に伝熱管が設けら
れ、前記伝熱管を介して前記高温ガスとの間で熱交換を
行って、前記伝熱管内を流れる被加熱空気を加熱する高
温空気加熱器において、前記伝熱管は、先端が封止され
たセラミックス製の伝熱外管と、前記伝熱外管内に挿着
され該伝熱外管との間に空隙を有して配置された内管と
を備え、前記内管は先端部が開放され、かつ金属より熱
伝導率の低い断熱構造に形成されて、前記被加熱空気は
前記空隙を通過する間に前記伝熱外管を介して前記高温
ガスにより加熱され、加熱後は前記開放先端部から前記
内管内へと流れることを特徴としている。
【００１０】上記構成によれば、被加熱空気は伝熱外管
と内管との間の空隙を流れ、開放先端部から内管に流入
して該内管を流れる。そして、伝熱外管と内管との間の
空隙を通過するときのみ被加熱空気は加熱される。すな
わち、内管は金属より熱伝導率の低い断熱構造に形成さ
れているので、内管内外での熱交換量は低く抑制され
る。その結果、内管内での被加熱空気の温度変化は許容
できる程度に小さく抑えられ、高い伝熱性能を得ること
ができる。また、一般に伝熱管は炉壁に支持されるが、
伝熱管を支持する支持部付近では、伝熱外管と内管との
間の空隙を流れる被加熱空気は加熱前であるから、前記
支持部の温度レベルは低く抑えられ、当該支持部での高
温ガスとの腐食反応を防ぐことができる。これにより、
熱的及び機械的応力に起因する損傷等が防止される。
と内管との間の空隙を流れ、開放先端部から内管に流入
して該内管を流れる。そして、伝熱外管と内管との間の
空隙を通過するときのみ被加熱空気は加熱される。すな
わち、内管は金属より熱伝導率の低い断熱構造に形成さ
れているので、内管内外での熱交換量は低く抑制され
る。その結果、内管内での被加熱空気の温度変化は許容
できる程度に小さく抑えられ、高い伝熱性能を得ること
ができる。また、一般に伝熱管は炉壁に支持されるが、
伝熱管を支持する支持部付近では、伝熱外管と内管との
間の空隙を流れる被加熱空気は加熱前であるから、前記
支持部の温度レベルは低く抑えられ、当該支持部での高
温ガスとの腐食反応を防ぐことができる。これにより、
熱的及び機械的応力に起因する損傷等が防止される。
【００１１】上記高温空気加熱器を構成するに際して
は、以下の要素を付加することができる。 （１）前記内管は金属以外の熱伝導率の低い断熱材で形
成されている。 （２）前記内管は金属製の二重管で形成され、その二重
管の外側の管と内側の管との間に断熱材が充填されてい
る。 （３）前記内管は金属製の二重管で形成され、その二重
管の外側の管と内側の管との間が真空である。 （４）前記断熱材はセラミックスである。
は、以下の要素を付加することができる。 （１）前記内管は金属以外の熱伝導率の低い断熱材で形
成されている。 （２）前記内管は金属製の二重管で形成され、その二重
管の外側の管と内側の管との間に断熱材が充填されてい
る。 （３）前記内管は金属製の二重管で形成され、その二重
管の外側の管と内側の管との間が真空である。 （４）前記断熱材はセラミックスである。
【００１２】また、本発明は、廃棄物を熱分解し、熱分
解ガスと主として不揮発性成分から成る熱分解残留物と
を生成する熱分解反応器と、該熱分解反応器で生成され
た熱分解ガスと熱分解残留物とを分解して排出する排出
装置と、該排出装置から排出された前記熱分解残留物を
燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分離装置と、前
記熱分解ガス及び前記燃焼性成分を移送し燃焼させる燃
焼溶融炉と、燃焼溶融炉で生じた高温排ガスの熱を空気
に吸収させて回収する高温空気加熱器とを備えた廃棄物
処理装置において、前記高温空気加熱器として上記高温
空気加熱器を設置したことを特徴としている。
解ガスと主として不揮発性成分から成る熱分解残留物と
を生成する熱分解反応器と、該熱分解反応器で生成され
た熱分解ガスと熱分解残留物とを分解して排出する排出
装置と、該排出装置から排出された前記熱分解残留物を
燃焼性成分と不燃焼性成分とに分離する分離装置と、前
記熱分解ガス及び前記燃焼性成分を移送し燃焼させる燃
焼溶融炉と、燃焼溶融炉で生じた高温排ガスの熱を空気
に吸収させて回収する高温空気加熱器とを備えた廃棄物
処理装置において、前記高温空気加熱器として上記高温
空気加熱器を設置したことを特徴としている。
【００１３】上記構成によれば、高温空気加熱器の伝熱
性能及び耐久性能が向上するため、そこで得た加熱空気
の利用先、例えば熱分解反応器等において、熱媒体温度
の変動が小さくなり、そこでの熱分解性能の向上及び長
期の安定運転を実現できる。
性能及び耐久性能が向上するため、そこで得た加熱空気
の利用先、例えば熱分解反応器等において、熱媒体温度
の変動が小さくなり、そこでの熱分解性能の向上及び長
期の安定運転を実現できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って説明する。図１は本発明の高温空気加熱器の断
面構造を示している。図１に示すように、本発明の高温
空気加熱器の伝熱管１は、先端が封止されたセラミック
ス製の伝熱外管２と、伝熱外管２内に挿着され伝熱外管
２との間に空隙３を有して配置された内管４とを備えて
いる。伝熱外管２は、熱伝導性の高いＳiＣまたはＳiＣ
−Ｓi複合材で形成されている。内管４の先端は開放さ
れており、開放先端部４Ａが形成されている。内管４は
金属より熱伝導率の低い断熱構造に形成されている。す
なわち、内管４は金属製の二重管で形成され、その二重
管の外側の管と内側の管との間に断熱材５が充填されて
いる。
に従って説明する。図１は本発明の高温空気加熱器の断
面構造を示している。図１に示すように、本発明の高温
空気加熱器の伝熱管１は、先端が封止されたセラミック
ス製の伝熱外管２と、伝熱外管２内に挿着され伝熱外管
２との間に空隙３を有して配置された内管４とを備えて
いる。伝熱外管２は、熱伝導性の高いＳiＣまたはＳiＣ
−Ｓi複合材で形成されている。内管４の先端は開放さ
れており、開放先端部４Ａが形成されている。内管４は
金属より熱伝導率の低い断熱構造に形成されている。す
なわち、内管４は金属製の二重管で形成され、その二重
管の外側の管と内側の管との間に断熱材５が充填されて
いる。
【００１５】上記伝熱管１は燃焼炉内の高温・高腐食性
ガス流６内に配置され、伝熱外管２と内管４との間の空
隙３内を図の矢印のように流れる被加熱空気７が、高温
・高腐食性ガス流６により加熱される。加熱された被加
熱空気７は、開放先端部４Ａから内管４内に入り、内管
４内を図の矢印のように流れる。内管４の二重管には断
熱材５が充填されているので、内管内外での熱交換量は
低く抑制される。その結果、内管４内での被加熱空気７
の温度変化は許容できる程度に小さく抑えることがで
き、高い伝熱特性を得ることができる。断熱材５として
は、アルミナ、シリカ等の単独酸化物、またはそれらを
含むムライト、スピネル等の複合酸化物が使用できる。
ガス流６内に配置され、伝熱外管２と内管４との間の空
隙３内を図の矢印のように流れる被加熱空気７が、高温
・高腐食性ガス流６により加熱される。加熱された被加
熱空気７は、開放先端部４Ａから内管４内に入り、内管
４内を図の矢印のように流れる。内管４の二重管には断
熱材５が充填されているので、内管内外での熱交換量は
低く抑制される。その結果、内管４内での被加熱空気７
の温度変化は許容できる程度に小さく抑えることがで
き、高い伝熱特性を得ることができる。断熱材５として
は、アルミナ、シリカ等の単独酸化物、またはそれらを
含むムライト、スピネル等の複合酸化物が使用できる。
【００１６】なお、内管４の二重管の内部は、断熱材５
を充填しないで、真空にしておいても、上記と同様な作
用効果を得ることができる。
を充填しないで、真空にしておいても、上記と同様な作
用効果を得ることができる。
【００１７】また、図２に示すように、内管４全体をセ
ラミックスで形成しても、同様な作用効果を得ることが
できる。この場合も、内管４の先端は開放されており、
開放先端部４Ａが形成されている。
ラミックスで形成しても、同様な作用効果を得ることが
できる。この場合も、内管４の先端は開放されており、
開放先端部４Ａが形成されている。
【００１８】図３は、上記高温空気加熱器の伝熱管１を
炉壁に取り付けた様子を示している。図３に示すよう
に、炉の耐火壁１０には取付孔１１が形成され、この取
付孔１１内に高温空気加熱器の伝熱管１が挿通されてい
る。耐火壁１０の外面は補強部材１２で覆われ、この補
強部材１２の一部は取付孔１１内にも設けられている。
取付孔１１内では、補強部材１２の表面がテーパ状に形
成されている。また、取付孔１１の内面には支持部材１
３が設けられている。
炉壁に取り付けた様子を示している。図３に示すよう
に、炉の耐火壁１０には取付孔１１が形成され、この取
付孔１１内に高温空気加熱器の伝熱管１が挿通されてい
る。耐火壁１０の外面は補強部材１２で覆われ、この補
強部材１２の一部は取付孔１１内にも設けられている。
取付孔１１内では、補強部材１２の表面がテーパ状に形
成されている。また、取付孔１１の内面には支持部材１
３が設けられている。
【００１９】一方、伝熱外管２の基部には外周がテーパ
状の端面フランジ２Ａが形成されており、伝熱外管２
は、取付孔１１内に挿通したとき、端面フランジ２Ａが
補強部材１２のテーパ面に、基部側の管状側面２Ｂが支
持部材１３にそれぞれ当接して、耐火壁１０に支持され
る。
状の端面フランジ２Ａが形成されており、伝熱外管２
は、取付孔１１内に挿通したとき、端面フランジ２Ａが
補強部材１２のテーパ面に、基部側の管状側面２Ｂが支
持部材１３にそれぞれ当接して、耐火壁１０に支持され
る。
【００２０】伝熱外管２の端面フランジ２Ａには取付金
具１４が設けられ、この取付金具１３は、補強部材１２
に突設された取付金具１５にボルトとナットで固定され
る。また、耐火壁面１０の外側には被加熱空気７が流れ
るダクト１６が設けられている。
具１４が設けられ、この取付金具１３は、補強部材１２
に突設された取付金具１５にボルトとナットで固定され
る。また、耐火壁面１０の外側には被加熱空気７が流れ
るダクト１６が設けられている。
【００２１】上記構成において、被加熱空気７はダクト
１６から、伝熱外管２と内管４との間の空隙３内へ図の
矢印のように流入し、この空隙３内で加熱され、加熱さ
れた被加熱空気７は内管４内から、矢印のように外部へ
流れて回収される。そして、図３においては、被加熱空
気７は伝熱外管２の基部（耐火壁１０への支持部）付近
を流れるときは加熱前であるので、基部付近での温度レ
ベルは低く抑えられ、当該基部での高温ガスとの腐食反
応を防ぐことができる。その結果、熱的及び機械的応力
に起因する損傷等を防止することができる。
１６から、伝熱外管２と内管４との間の空隙３内へ図の
矢印のように流入し、この空隙３内で加熱され、加熱さ
れた被加熱空気７は内管４内から、矢印のように外部へ
流れて回収される。そして、図３においては、被加熱空
気７は伝熱外管２の基部（耐火壁１０への支持部）付近
を流れるときは加熱前であるので、基部付近での温度レ
ベルは低く抑えられ、当該基部での高温ガスとの腐食反
応を防ぐことができる。その結果、熱的及び機械的応力
に起因する損傷等を防止することができる。
【００２２】なお、図示しないが、伝熱管１に被加熱空
気７を導入する導入手段と、加熱空気を取り出して回収
する取出手段とが設けられており、回収された熱エネル
ギの有効利用を図るように構成されている。
気７を導入する導入手段と、加熱空気を取り出して回収
する取出手段とが設けられており、回収された熱エネル
ギの有効利用を図るように構成されている。
【００２３】次に、図４は、本発明に係る高温空気加熱
器を用いた廃棄物処理装置の一実施の形態を示す系統図
である。本実施の形態の廃棄物処理装置において、都市
ごみ等の廃棄物ａは、例えば二軸剪断式等の破砕機で、
１５０ｍｍ角以下に破砕され、コンベア等により投入部
５０内に投入される。投入部５０に投入された廃棄物ａ
はスクリューフィーダ５１を経て熱分解反応器５２内に
供給される。熱分解反応器５２のドラム本体部分は回転
する。廃棄物ａは熱分解反応器５２内で、焼却炉、例え
ば熱分解残留物等を燃焼させ溶融させる燃焼溶融炉５３
の後流側に配置された熱交換器である高温空気加熱器５
４により加熱され、加熱空気ラインＬ１を介して供給さ
れる加熱空気ｇ（熱媒体）により３００〜６００℃に、
通常は４５０℃程度に加熱される。
器を用いた廃棄物処理装置の一実施の形態を示す系統図
である。本実施の形態の廃棄物処理装置において、都市
ごみ等の廃棄物ａは、例えば二軸剪断式等の破砕機で、
１５０ｍｍ角以下に破砕され、コンベア等により投入部
５０内に投入される。投入部５０に投入された廃棄物ａ
はスクリューフィーダ５１を経て熱分解反応器５２内に
供給される。熱分解反応器５２のドラム本体部分は回転
する。廃棄物ａは熱分解反応器５２内で、焼却炉、例え
ば熱分解残留物等を燃焼させ溶融させる燃焼溶融炉５３
の後流側に配置された熱交換器である高温空気加熱器５
４により加熱され、加熱空気ラインＬ１を介して供給さ
れる加熱空気ｇ（熱媒体）により３００〜６００℃に、
通常は４５０℃程度に加熱される。
【００２４】さらに、加熱空気ｇにより加熱された廃棄
物ａは、熱分解して熱分解ガスＧ１と、主として不揮発
性成分からなる熱分解残留物ｂとになり、排出装置５５
に送られて分離される。排出装置５５で分離された熱分
解ガスＧ１は、排出装置５５の上部から熱分解ガスライ
ンＬ２を経て燃焼溶融炉５３のバーナ５６に供給され
る。排出装置５５から排出された熱分解残留物ｂは、４
５０℃程度の比較的高温であるため、冷却装置５７によ
り８０℃程度に冷却され、例えば磁選式、うず電流式、
遠心式又は風力選別式等の公知の単独又は組み合わされ
た分離装置５８に供給され、ここで細粒の燃焼性成分ｃ
（灰分を含む）と粗粒の不燃焼性成分ｄとに分離され、
不燃焼性成分ｄはコンテナ５９に回収され再利用され
る。
物ａは、熱分解して熱分解ガスＧ１と、主として不揮発
性成分からなる熱分解残留物ｂとになり、排出装置５５
に送られて分離される。排出装置５５で分離された熱分
解ガスＧ１は、排出装置５５の上部から熱分解ガスライ
ンＬ２を経て燃焼溶融炉５３のバーナ５６に供給され
る。排出装置５５から排出された熱分解残留物ｂは、４
５０℃程度の比較的高温であるため、冷却装置５７によ
り８０℃程度に冷却され、例えば磁選式、うず電流式、
遠心式又は風力選別式等の公知の単独又は組み合わされ
た分離装置５８に供給され、ここで細粒の燃焼性成分ｃ
（灰分を含む）と粗粒の不燃焼性成分ｄとに分離され、
不燃焼性成分ｄはコンテナ５９に回収され再利用され
る。
【００２５】さらに、燃焼性成分ｃは、粉砕機６０によ
り、例えば１ｍｍ以下に微粉砕され、燃焼性成分ライン
Ｌ３を経て燃焼溶融炉５３のバーナ５６に供給され、熱
分解ガスラインＬ２から供給された熱分解ガスＧ１と、
送風機６１により燃焼用空気ラインＬ４から供給された
燃焼用空気ｅと共に１３００℃程度の高温域で燃焼さ
れ、このとき発生した灰分はその燃焼熱により溶融スラ
グｆとなって、この燃焼溶融炉５３の内壁に付着し、さ
らに、内壁を流下し底部排出口６２から水層６３に落下
し冷却固化される。
り、例えば１ｍｍ以下に微粉砕され、燃焼性成分ライン
Ｌ３を経て燃焼溶融炉５３のバーナ５６に供給され、熱
分解ガスラインＬ２から供給された熱分解ガスＧ１と、
送風機６１により燃焼用空気ラインＬ４から供給された
燃焼用空気ｅと共に１３００℃程度の高温域で燃焼さ
れ、このとき発生した灰分はその燃焼熱により溶融スラ
グｆとなって、この燃焼溶融炉５３の内壁に付着し、さ
らに、内壁を流下し底部排出口６２から水層６３に落下
し冷却固化される。
【００２６】燃焼溶融炉５３で生じた高温排ガスＧ
２は、図１及び図２に示した上記本発明に係る高温空気
加熱器５４を経て煙道ガスラインＬ５を介して廃熱ボイ
ラ６４で熱回収され、集塵器６５で除塵され、更に排ガ
ス浄化装置６６で有害成分が除去された後、低温のクリ
ーンな排ガスＧ３となって誘引送風機６７を介して煙突
６８から大気へ放出される。廃熱ボイラ６４で生成した
蒸気は、蒸気タービンを有する発電機６９で発電に利用
される。クリーンな排ガスＧ３の一部はファン７０を介
して冷却ガスラインＬ６により冷却装置５７に供給され
る。
２は、図１及び図２に示した上記本発明に係る高温空気
加熱器５４を経て煙道ガスラインＬ５を介して廃熱ボイ
ラ６４で熱回収され、集塵器６５で除塵され、更に排ガ
ス浄化装置６６で有害成分が除去された後、低温のクリ
ーンな排ガスＧ３となって誘引送風機６７を介して煙突
６８から大気へ放出される。廃熱ボイラ６４で生成した
蒸気は、蒸気タービンを有する発電機６９で発電に利用
される。クリーンな排ガスＧ３の一部はファン７０を介
して冷却ガスラインＬ６により冷却装置５７に供給され
る。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内管は金属より熱伝導率の低い断熱構造に形成され、被
加熱空気は伝熱外管と内管との間の空隙を通過するとき
のみ加熱され、内管内では被加熱空気は熱的に孤立して
いるので、内管内での被加熱空気の温度変化は許容でき
る程度に小さく抑えられ、高い伝熱特性を得ることがで
きる。
内管は金属より熱伝導率の低い断熱構造に形成され、被
加熱空気は伝熱外管と内管との間の空隙を通過するとき
のみ加熱され、内管内では被加熱空気は熱的に孤立して
いるので、内管内での被加熱空気の温度変化は許容でき
る程度に小さく抑えられ、高い伝熱特性を得ることがで
きる。
【００２８】また、伝熱管を支持する支持部付近では、
伝熱外管と内管との間の空隙を流れる被加熱空気は加熱
前であるから、支持部の温度レベルは低く抑えられ、当
該支持部での高温ガスとの腐食反応を防ぐことができ
る。
伝熱外管と内管との間の空隙を流れる被加熱空気は加熱
前であるから、支持部の温度レベルは低く抑えられ、当
該支持部での高温ガスとの腐食反応を防ぐことができ
る。
【図１】本発明の高温空気加熱器の要部断面図である。
【図２】本発明の変形例による高温空気加熱器の要部断
面図である。
面図である。
【図３】本発明の高温空気加熱器の耐火壁への支持構造
を示した断面図である。
を示した断面図である。
【図４】本発明の高温空気加熱器を設置した廃棄物処理
装置の系統図である。
装置の系統図である。
１ 伝熱管 ２ 伝熱外管 ２Ａ 端面フランジ ２Ｂ 管状側面 ３ 空隙 ４ 内管 ４Ａ 開放先端部 ５ 断熱材 ６ 高温・高腐食性ガス流 ７ 被加熱空気 １０ 耐火壁 １１ 取付孔 １２ 補強部材 １３ 支持部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木内 英洋 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船 株式会社玉野事業所内 Ｆターム(参考） 3K023 QA11 QC04 3K065 AC01 BA06 JA05 JA14 3L103 AA32 BB06 CC22 CC27 DD08 DD38 DD84
Claims (6)
- 【請求項１】 高温ガスの雰囲気中に伝熱管が設けら
れ、前記伝熱管を介して前記高温ガスとの間で熱交換を
行って、前記伝熱管内を流れる被加熱空気を加熱する高
温空気加熱器において、 前記伝熱管は、先端が封止されたセラミックス製の伝熱
外管と、前記伝熱外管内に挿着され該伝熱外管との間に
空隙を有して配置された内管とを備え、前記内管は先端
部が開放され、かつ金属より熱伝導率の低い断熱構造に
形成されて、 前記被加熱空気は前記空隙を通過する間に前記伝熱外管
を介して前記高温ガスにより加熱され、加熱後は前記開
放先端部から前記内管内へと流れることを特徴とする高
温空気加熱器。 - 【請求項２】 請求項１記載の高温空気加熱器におい
て、 前記内管は金属以外の熱伝導率の低い断熱材で形成され
ていることを特徴とする高温空気加熱器。 - 【請求項３】 請求項１記載の高温空気加熱器におい
て、 前記内管は金属製の二重管で形成され、その二重管の外
側の管と内側の管との間に断熱材が充填されていること
を特徴とする高温空気加熱器。 - 【請求項４】 請求項１記載の高温空気加熱器におい
て、 前記内管は金属製の二重管で形成され、その二重管の外
側の管と内側の管との間が真空であることを特徴とする
高温空気加熱器。 - 【請求項５】 請求項２又は３記載の高温空気加熱器に
おいて、 前記断熱材はセラミックスであることを特徴とする高温
空気加熱器。 - 【請求項６】 廃棄物を熱分解し、熱分解ガスと主とし
て不揮発性成分から成る熱分解残留物とを生成する熱分
解反応器と、該熱分解反応器で生成された熱分解ガスと
熱分解残留物とを分解して排出する排出装置と、該排出
装置から排出された前記熱分解残留物を燃焼性成分と不
燃焼性成分とに分離する分離装置と、前記熱分解ガス及
び前記燃焼性成分を移送し燃焼させる燃焼溶融炉と、燃
焼溶融炉で生じた高温排ガスの熱を空気に吸収させて回
収する高温空気加熱器とを備えた廃棄物処理装置におい
て、 前記高温空気加熱器として、請求項１〜５のいずれかに
記載の高温空気加熱器を設置したことを特徴とする廃棄
物処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28795099A JP4323638B2 (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 高温空気加熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28795099A JP4323638B2 (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 高温空気加熱器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001108381A true JP2001108381A (ja) | 2001-04-20 |
| JP4323638B2 JP4323638B2 (ja) | 2009-09-02 |
Family
ID=17723846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28795099A Expired - Lifetime JP4323638B2 (ja) | 1999-10-08 | 1999-10-08 | 高温空気加熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4323638B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003262324A (ja) * | 2002-03-06 | 2003-09-19 | Ngk Insulators Ltd | 廃棄物焼却炉用の熱回収装置 |
| JP2005016888A (ja) * | 2003-06-27 | 2005-01-20 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 空気加熱器 |
| JP2005274109A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | 空気加熱器 |
| JP2011163647A (ja) * | 2010-02-09 | 2011-08-25 | Covalent Materials Corp | 熱交換装置 |
| JP2015046577A (ja) * | 2013-06-26 | 2015-03-12 | 楊 泰和 | 放熱装置 |
| CN107631319A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-26 | 江苏龙净节能科技有限公司 | 一种烟气加热装置 |
| JP2019202313A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-11-28 | エボニック デグサ ゲーエムベーハーＥｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ ＧｍｂＨ | 反応器の温度を制御するための機器 |
| JP2020024087A (ja) * | 2013-06-26 | 2020-02-13 | 楊 泰和 | 放熱装置 |
| JP2021044229A (ja) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | ウシオ電機株式会社 | 光照射装置 |
| CN117419586A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-19 | 中国核动力研究设计院 | 一种单向微通道换热管组件及换热器 |
-
1999
- 1999-10-08 JP JP28795099A patent/JP4323638B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP7088622B2 (ja) | 2013-06-26 | 2022-06-21 | 泰和 楊 | 放熱装置 |
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| JP7218917B2 (ja) | 2013-06-26 | 2023-02-07 | 泰和 楊 | 放熱装置 |
| CN107631319A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-01-26 | 江苏龙净节能科技有限公司 | 一种烟气加热装置 |
| JP2019202313A (ja) * | 2018-04-27 | 2019-11-28 | エボニック デグサ ゲーエムベーハーＥｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ ＧｍｂＨ | 反応器の温度を制御するための機器 |
| JP7382152B2 (ja) | 2018-04-27 | 2023-11-16 | エボニック オペレーションズ ゲーエムベーハー | 反応器の温度を制御するための機器 |
| JP2021044229A (ja) * | 2019-09-13 | 2021-03-18 | ウシオ電機株式会社 | 光照射装置 |
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| CN117419586A (zh) * | 2023-12-19 | 2024-01-19 | 中国核动力研究设计院 | 一种单向微通道换热管组件及换热器 |
| CN117419586B (zh) * | 2023-12-19 | 2024-02-20 | 中国核动力研究设计院 | 一种单向微通道换热管组件及换热器 |
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|---|---|
| JP4323638B2 (ja) | 2009-09-02 |
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