JP2002162021A - ガスクーラ - Google Patents

ガスクーラ

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JP2002162021A
JP2002162021A JP2000358861A JP2000358861A JP2002162021A JP 2002162021 A JP2002162021 A JP 2002162021A JP 2000358861 A JP2000358861 A JP 2000358861A JP 2000358861 A JP2000358861 A JP 2000358861A JP 2002162021 A JP2002162021 A JP 2002162021A
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JP
Japan
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gas
cooling chamber
cooling
temperature gas
chamber
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JP2000358861A
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Katsutoshi Kogure
勝利 木暮
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KOGURE SEISAKUSHO KK
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KOGURE SEISAKUSHO KK
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/16Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being arranged in parallel spaced relation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0075Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for syngas or cracked gas cooling systems

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
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  • Chimneys And Flues (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼却炉などから発生した高温ガスを効率よく
冷却することのできる集塵機能付きのガスクーラを提供
する。 【構成】 外胴13の内部に冷却水で満たされるガス冷
却室14を設ける。ガス冷却室14には複数の細管16
を並列状に通し、その内部を高温ガスが流通するよう構
成する。又、ガス冷却室14の下方に連通管22を介し
て繋がる筒状の予冷室23を設ける。予冷室23は冷却
水を収容するためのジャケット26をもつ二重構造の壁
体25から構成し、その予冷室23には高温ガスを導入
するための給気口33を設ける。そして、その給気口3
3より予冷室23内に導入した高温ガスが予冷室23の
内面に沿って旋回しつつ連通管22を通じて細管16の
内部に流入するよう構成する。高温ガス中の煤塵は旋回
時の遠心力により高温ガスから分離して除去され、その
高温ガスは予冷室23で冷却された後、ガス冷却室14
で再冷却される。このため、高温ガスは効率よく冷却さ
れ、しかも細管16中に煤塵が堆積し難いためガス冷却
室14の冷却効率が低下しない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉などで発生
した高温ガスを冷却するための冷却塔(ガスクーラ)に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来、可燃物の多くは焼却炉などにて焼
却されてきたが、塩化ビニールなどを焼却すると不完全
燃焼状態で毒性が極めて高いダイオキシンが発生する。
このため、近年では廃棄物焼却施設の構造基準と維持管
理基準が定められ、燃焼温度を900℃以上にするなど
の対策が採られている。そして、そのような高温焼却に
よりダイオキシンの発生を防止できると言われている
が、高温焼却により生ずる排ガス(高温ガス)は800
℃程もあるため、これをバッグフィルタなどの集塵装置
にそのまま送り込むとフィルタが熱劣化してしまうし、
冷却するにも徐冷したときにはその過程でダイオキシン
が再合成されてしまうという問題があった。
【0003】そこで、焼却炉など高温ガスの発生源とそ
のガス中に含まれる浮遊粒子状物質(煤塵)を除去する
ための集塵装置との間には、一般にガスを急冷すること
のできる装置(ガスクーラ)が設けられる。
【0004】その構造を図5に示して説明すれば、Sは
円筒形をした外胴であり、その内部には冷却水を蓄える
ガス冷却室Cが形成される。ガス冷却室Cには高温ガス
を流通させるための複数の細管Qが上下に貫通され、そ
の上方に焼却炉などに接続されるガス流入部Gi が設け
られると共に、ガス冷却室Cの下方にはバッグフィルタ
などの集塵装置に接続されるガス流出部Goが設けられ
る。
【0005】そして、その種のガスクーラによれば、ガ
ス流入部Giに導入された高温ガスを細管Qの内部に通
して急冷し、これを低温状態にしてガス流出部Goより
集塵装置に送り込むことができる。又、冷却水と高温ガ
スとを直接接触させる湿式冷却でないから冷却水を浄化
するなどの後処理が不要であり、更にガス量の増加が無
く後工程の集塵装置が小さくて済み、しかも加熱された
冷却水を暖房用などとして有効利用することも可能であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、上記従来の
ガスクーラによれば、高温ガス中の浮遊粒子状物質(煤
塵)が細管の内面に付着することにより、冷却水による
吸熱作用が阻害されて冷却効率が低下したり、細管内が
目詰まりして高温ガスの流通が損なわれるため、短い周
期で細管を清掃する必要があった。ところが、その清掃
作業は煩わしく重労働であり、これにかかる時間やコス
トも大きいという問題があった。
【0007】本発明は以上のような事情に鑑みて成され
たものであり、その主たる目的は冷却効率が高く細管の
目詰まりも少ないガスクーラを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の目的を達
成するため、外胴の内部にその長手方向に沿って高温ガ
スを流通させるための細管を並列状にして設け、その各
細管の周囲を水などの冷却媒体で満たされるガス冷却室
としたガスクーラにおいて、前記ガス冷却室の下方に連
通管を介して水などの冷却媒体を収容するためのジャケ
ットをもつ二重構造の壁体より形成される筒状の予冷室
を設けると共に、前記予冷室には焼却炉など高温ガスの
発生源より高温ガスを導入するための給気口を設け、そ
の給気口より予冷室内に導入された高温ガスが予冷室の
内面に沿って渦巻き状に旋回されつつ前記連通管内に流
入して該連通管を経て細管の内部へ流入するようにした
ことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の適用例を図面に基
づいて詳細に説明する。先ず、図1は廃棄物を焼却する
ためのプラントを概略的に示したフロー図である。1は
高温ガス発生源としての横型の回転式焼却炉(ロータリ
キルン)であり、その入口側には廃棄物を導入するため
のフィーダ2とその廃棄物を燃焼させるためのバーナ3
とが装入される。又、焼却炉1の出口側には焼却灰を取
り出すためのフィーダ4が接続される。5は本発明に係
るガスクーラ(ガス冷却塔)であり、その下部と焼却炉
1の内部は耐熱性のダクト6により連結され、このダク
ト6には焼却炉1で発生した高温ガス(排ガス)を燃焼
させるための二次燃焼室8が介在される。9はバッグフ
ィルタなどで成る集塵装置であり、この集塵装置9はダ
クト10を介してガスクーラ5の上部に接続される。
尚、ガスクーラ5は単体で使用することのみならず、高
温ガスの流量に応じて複数基を連結した多連式としても
よい。
【0010】そして、以上のようなプラントによれば、
フィーダ2を通じて焼却炉1内に導入された廃棄物をバ
ーナ3により極めて高温(900〜1400℃)で燃焼
させながら出口側に送り、その燃えかす(焼却灰)をフ
ィーダ4を通じて機外に自動的に取り出すことができ
る。一方、焼却炉1内で発生した高温ガスはダクト6を
通じて二次燃焼室8に送られ、ここで高温ガス中の煤塵
(浮遊粒子状物質)の多くが燃焼により除去された後、
その高温ガスが本願ガスクーラ5に導入される。
【0011】ここで、二次燃焼室8を通過した高温ガス
は温度が800℃程度に達するが、その高温ガスはガス
クーラ5を通過することにより200℃程度まで冷却さ
れ、その後で集塵装置9に送られて煤塵を完全に除去さ
れてから大気中に放出されることになる。このため、大
気中に煤煙が放出されることはなく、しかも猛毒とされ
るダイオキシンも全く発生しない。尚、ガスクーラ5に
は後述するように一次冷却室たる予冷室と二次冷却室た
るガス冷却室とが設けられるが、ここで使用される冷却
媒体(本例において冷却水)は減少する都度タンク11
からポンプ12を通じて補給される。
【0012】以下、本発明に係るガスクーラの構造をよ
り詳細に説明すれば、図2は本願ガスクーラを部分的に
破断して示した断面図であり、図3、図4にはぞれぞれ
図2におけるA−A線、B−B線断面を示す。13は円
筒形をした外胴であり、その内部上方には冷却水で満た
されるガス冷却室14が設けられる。
【0013】ガス冷却室14は上下二つの仕切板15
a,15bにより外胴13の内部を区画することにより
形成され、このガス冷却室14の内部にはその長手方向
(本例において上下方向)に沿って高温ガスを流通させ
るための複数の細管16(ガス管)が並列状に配列され
る(図3参照)。その各細管16は金属その他の高伝熱
材料で成り、それぞれガス冷却室14を貫通して各両端
が仕切板15a,15bで保持されている。
【0014】又、ガス冷却室14の上部には、その内部
に冷却水を補給するための補給槽17(受水槽)が形成
される。補給槽17には図1に示したポンプ12が接続
されるほか、電極棒やフロートスイッチなどで成る図示
せぬ水位検出器が設けられ、その水位検出器により冷却
水の水位の下限が検出されたときポンプ12が自動的に
作動するようになっている。特に、補給槽17の上部に
は図1に示したタンク11に繋がる配管18が接続さ
れ、その配管18を通じて冷却水の蒸発分がタンク11
に送られて液化されることにより再使用されるようにな
っている。更に、補給槽17とガス冷却室14の下部は
循環用のポンプ19を介在した配管20により連結さ
れ、その配管20を通じて冷却水が循環されるようにな
っている。尚、その配管20にポンプ19ほか、冷却水
を冷却するための図示せぬ放熱器を設けても良い。
【0015】一方、ガス冷却室14の下方には、仕切板
15bを上面とする中間室21と該中間室の底部中央よ
り下方に向けて突出する連通管22とを介して円筒状の
予冷室23が設けられる。中間室21は予冷室23から
連通管22を通じて送り込まれる高温ガスを各細管16
に分配するものであり、その壁面と底面はモルタルなど
の耐火物24にて形成される。他方、連通管22と予冷
室23は二重構造の壁体25により形成され、その壁体
25の内部は冷却水を収容するためのジャケット26
(ウォータジャケット)とされている。
【0016】そして、予冷室23の上部にもその内部に
冷却水を補給するための補給槽27(受水槽)が形成さ
れる。この補給槽27にも図1に示したポンプ12が接
続されるほか、電極棒やフロートスイッチなどで成る図
示せぬ水位検出器が設けられ、その水位検出器により冷
却水の水位の下限が検出されたときポンプ12が自動的
に作動するようになっている。又、補給槽27の上部に
は図1に示したタンク11に繋がる配管28が接続さ
れ、その配管28を通じて冷却水の蒸発分がタンク11
に送られて液化されることにより再使用されるようにな
っている。更に、補給槽27と予冷室23の下部は循環
用のポンプ29を介在した配管30により連結され、そ
の配管30を通じて冷却水が循環されるようになってい
る。尚、その配管30にもポンプ29のほかに図示せぬ
放熱器を設けて循環中の冷却水を冷却することができ
る。
【0017】ここで、予冷室23はその下部が円錐形の
内周面をもつテーパ部23Aとされ、そのテーパ部23
Aの下端開口部31が予冷室23の下方に設けた密閉型
の集塵室32に接続されている。尚、中間室21と予冷
室23とを繋ぐ連通管22は予冷室23の中心を通って
その下端がテーパ部23Aの付近まで垂下される。又、
予冷室23の上部には高温ガスの発生源(本例において
焼却炉1)に連結するための給気口33が形成され、そ
の給気口33から予冷室23内に高温ガスが導入される
ようになっている。特に、その給気口33は連通管22
が通る区間内において図4に示すよう予冷室23の接線
方向に突出する状態で開口される。
【0018】而して、以上のように構成されるガスクー
ラによれば、給気口33に接続するダクト6を通じて予
冷室23内に焼却炉1で発生した高温ガス(300〜1
000℃)が導入され、その高温ガスが予冷室23の内
面に沿って連通管22の周囲を旋回するようになる。こ
のため、高温ガス中に含まれる煤塵は旋回気流による遠
心力の作用で高温ガスから分離され、予冷室23の下端
開口部31より集塵室32に排出される。
【0019】一方、高温ガスは旋回気流を形成しながら
予冷室23の壁体25との間で熱交換をして冷却される
と共に、連通管22の下端付近に達したものから順にそ
の内部に流入し、その連通管22を経て中間室21より
細管16の内部に流入する。そして、細管23の下端か
ら上端まで達する間にガス冷却室14内の冷却水と熱交
換することにより再冷却されて200℃以下程度の低温
ガスとされる。尚、ガス冷却室14の上方には上部室3
4が設けられ、その上部室34には排気口35が形成さ
れる。そして、細管16の上端より抜け出た低温ガスは
排気口35に接続するダクト10を通じて集塵装置9に
送られ、その集塵装置9内で煤塵が完全に除去された後
に大気中に放出される。
【0020】以上、本発明の適用例を説明したが、予冷
室23内で高温ガスを旋回させる手段として給気口33
を接線方向に形成するほか案内羽根を用いるようにして
もよい。又、本発明に係るガスクーラは焼却炉に限らず
高温ガスを発生する各種装置に接続しての利用が可能で
ある。更に、本発明では上記例のように冷却媒体として
主に冷却水を用いるが、これに気体を用いることも可能
である。尚、上記例において、冷却水とは純水に限らず
不凍液その他の液体を総称するものである。
【0021】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よればガス冷却室の下方に予冷室を設けて高温ガスを一
次冷却した後、これをガス冷却室で再冷却するようにし
ているので冷却効率が良く、しかも予冷室内に導入した
高温ガスが旋回するようにしているので、その遠心力に
より煤塵を分離して除去することができる。
【0022】又、予冷室で煤塵の多くを除去できること
から、細管の内面に付着する煤塵が従来装置に比べて大
幅に減少する。このため、細管の清掃周期を長くして清
掃にかかる労力やコストを削減できるばかりでなく、ガ
ス冷却室による冷却効率を長期に亙って高い水準に維持
することができ、しかも集塵装置のフィルタ交換を延長
するなどのことも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るガスクーラの使用例を示したフロ
ー図
【図2】同ガスクーラを部分的に破断して示した断面概
略図
【図3】図2におけるA−A線断面図
【図4】図2におけるB−B線断面図
【図5】従来のガスクーラを示した断面概略図
【符号の説明】
1 焼却炉(高温ガスの発生源) 5 ガスクーラ 13 外胴 14 ガス冷却室 16 細管 22 連通管 23 予冷室 25 壁体 26 ジャケット 33 給気口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // F23G 5/44 ZAB F23J 15/00 K

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外胴の内部にその長手方向に沿って高温
    ガスを流通させるための細管を並列状にして設け、その
    各細管の周囲を水などの冷却媒体で満たされるガス冷却
    室としたガスクーラにおいて、前記ガス冷却室の下方に
    連通管を介して水などの冷却媒体を収容するためのジャ
    ケットをもつ二重構造の壁体より形成される筒状の予冷
    室を設けると共に、前記予冷室には焼却炉など高温ガス
    の発生源より高温ガスを導入するための給気口を設け、
    その給気口より予冷室内に導入された高温ガスが予冷室
    の内面に沿って渦巻き状に旋回されつつ前記連通管内に
    流入して該連通管を経て細管の内部へ流入するようにし
    たことを特徴とするガスクーラ。
JP2000358861A 2000-11-27 2000-11-27 ガスクーラ Pending JP2002162021A (ja)

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