JP2021511949A

JP2021511949A - 勾配ハニカム体と三次元リブ管に基づく除塵・換熱一体化装置及び方法

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Publication number: JP2021511949A
Application number: JP2019538330A
Authority: JP
Inventors: 強廖; 乾付; 玉棟丁; 旻程; 向軍劉; 自勇陳; 恒宇曲; 芳周
Original assignee: University of Science and Technology of Beijing
Current assignee: University of Science and Technology of Beijing
Priority date: 2018-12-06
Filing date: 2018-12-17
Publication date: 2021-05-13
Anticipated expiration: 2038-12-17
Also published as: CN109489461B; WO2020113666A1; JP7019154B2; CN109489461A

Abstract

本発明は勾配ハニカム体と三次元リブ管に基づく除塵・換熱一体化装置及び方法を提供し、工業の省エネルギー・環境保護技術分野に属する。当該装置は外側から内側へ順次に複合勾配孔金属ハニカム体、金属支持体及び三次元内外リブ管によって構成される。複合勾配孔金属ハニカム体は耐熱金属糸によって加工作成され、空隙率は横縦状に勾配へ変化し、積層集積によってできたのはハニカム式濾過蓄熱・換熱体である。三次元内外リブ管は換熱チャンバ又は換熱管表面に三次元離散リブ構造の三次元リブ平板チャンバ又は三次元内外リブ管を加工されたのである。当該装置は突破性的に６００ ℃-１２００ ℃の高温で含有量の高い塵煙空気を連続して除塵と蓄熱・換熱を一体化処理でき、効率的な浄化、蓄熱・換熱の安定化、連続動作、寿命が長い等の利点を有し、余熱回収効率が７０％以上、除塵効率が９９％以上に達している。【選択図】図１

Description

本発明は工業省エネルギー・環境保護技術分野に関し、特に勾配ハニカム体と三次元リブ管に基づく除塵・換熱一体化装置及び方法に関する。

冶金、石油化学、建材、電力及び他の業界でも高温（>１０００℃）高含塵（>２ｇ／Ｎｍ３）工業煙気がよく発生する。高温煙気には豊富な余熱が含まれるが、高濃度のフライアッシュ粒子もある。これらの粒子は大気中ＰＭ２.５の主な原因の１つである。高温高含塵工業煙気を直接大気中に排出されると、エネルギーの無駄になるだけでなく、環境汚染問題も生じる。したがって、高温高含塵煙気に対する除塵と余熱回収の利用は、省エネルギーと排出削減のために重要な意味を持つ。

現在、高温高含塵工業煙気の余熱回収利用率が好ましくなく、換熱装置が高温高含塵条件下で換熱の効率が低く、体積が大きく、灰が堆積し易いなどの欠点があり、除塵装置が高温高含塵条件下で高効率よく除塵できない。

これは、除塵技術の限界、余熱回収装置技術の欠陥、及び時変的煙気稼働状況によって連続して効率よく余熱の回収と利用ができないためである。従来の除塵技術では、静電除塵装置及び粒子床除塵機は投資と消費電力が高く、床面積が大きい。セラミックス膜の除塵機は電圧降下が高いため、消費電力が大きく、耐熱耐衝撃性が低く、破損し易く、その結果、短い寿命をもたらす。したがって、業界では普通、高温高含塵煙気を先に冷却処理し、主要な形態はシャワー降温または冷風を加え２００-３００℃まで降温し、さらにバグフィルタ除塵機で浄化する。この方法は、エネルギーの無駄になるだけでなく、さらに余熱回収装置が高含塵環境に直接曝され、換熱管の表面に灰の堆積や摩耗現象が生じさせ、換熱機の余熱回収効率および使用寿命に重大な影響を与える。それ以外に、従来の余熱回収装置の換熱面積が小さく、換熱が十分でないため、排煙温度が下がらず、大量の余熱エネルギーが無駄になる。余熱回収の過程において、産業装置は安定した稼働状態を保持することが出来ない場合が多く、これは、煙気システム中の風量、温度などの重要なパラメータを間欠的に変化させる。煙気の風量と温度が急激に低下すると、余熱回収装置の熱負荷が低下し、換熱機の余熱回収効率に大きな影響を与える。

したがって、高温煙気環境で直接除塵処理を行い、同時に有効な換熱素子を採用し且つ蓄熱構造と結合して余熱回収を行い、勾配ハニカム体を利用して煙気除塵・換熱一体化を実現する装置及び方法を開発設計できれば、高温高含塵煙気下の余熱回収の効率が好ましくなく、除塵装置が高温高含塵条件下で効率よく除塵できない技術ボトルネック問題を同時に解決でき、さらに顕著な予熱回収効果が得られる。

本発明が解決しょうとする技術課題は勾配ハニカム体と三次元リブ管に基づく除塵・換熱一体化装置及び方法を提供することである。

当該装置は、複合勾配孔金属ハニカム体と、金属支持体と、三次元内外リブ管を含み、前記複合勾配孔金属ハニカム体は、空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体と、空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体と、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体と、空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体とを含み、三次元内外リブ管は三次元外側リブと三次元内側リブを含み、空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体は複合勾配孔金属ハニカム体の最外層に位置し、空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体内部には空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体が包まれ、金属支持体は空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体、空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体と空隙率ε_４の金属ハニカム換熱体の交差部に挟まれ、三次元内外リブ管は複合勾配孔金属ハニカム体の内側に位置する。

複合勾配孔金属ハニカム体は四層の異なる空隙率の金属ハニカム体で積層集積によって形成され、複合勾配孔金属ハニカム体は外から中へそれぞれに空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体２と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体があり、前記組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１は空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体が首尾順次に相接され、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体２は空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体が首尾相接される。複合勾配孔金属ハニカム体空隙率の関係はε_１<ε_２<ε_３<ε_４である。

複合勾配孔金属ハニカム体は主に煙気の浄化、蓄熱、煙気を適応流動させる効果がある。ここで、蓄熱効果は時変性煙気のある稼働状況下での余熱回収効率を安定させることができる。適応流動は煙気を壁に沿って流れさせ、換熱性能を高めることができる。複合勾配孔ハニカム体は装置の適用環境と煙気温度に応じて適切な形状と金属材料を選択することができる。

空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体は直径１９-１００ μｍの耐熱金属繊維の立体綾目から織られ、表面に三次元構造の濾過孔が形成され、孔径が３-２５ μｍで、空隙率が０.３５-０.３８である。

空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体は、耐熱ステンレス金属糸により編まれた弾性構造のある高い空隙率、大きな比表面積構造であり、前記空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体金属糸直径が０.１-０.６ｍｍで、金属ハニカムの孔径が０.１-０.８ｍｍで、空隙率が０.５０-０.６５で、比表面積が１０００〜１５００ m^２／m^３である。空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体金属糸直径が０.６-１.０ｍｍで、金属ハニカムの孔径が０.８-１.９ｍｍで、空隙率が０.６５-０.８０で、比表面積が５００〜１０００m^２／m^３である。空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体金属糸直径が１.５-５ｍｍで、金属ハニカムの孔径が２.５-１２ｍｍで、空隙率が０.８０-０.９５で、比表面積が１００〜５００m^２／m^３である。当該構造が流動抵抗勾配を形成し、即ち、空隙率が大きくなるほど流動抵抗が小さくなり、空隙率が小さくなるほど流動抵抗が大きくなる。それによって、高温煙気が小さい空隙率ハニカム所から大きい空隙率ハニカム所へ自発的に流れ、適応的に壁に沿って流れ、高温煙気の流動換熱効果が高められる。

金属支持体は正方形貫通孔を持つ厚さ２-５ｍｍのステンレス板で、空隙率が０.７５-０.９０である。金属支持体は金属ハニカムを支え、固定するのに役立つだけでなく、蓄熱さらに換熱を高めるようにも機能する。

三次元内外リブ管内壁面に三次元内側リブを設置し、外壁面に三次元外側リブを設置する。三次元内外リブ管は光管外壁面と内壁面に複数の突起部を設置する。三次元内外リブ管外径範囲は１９-１０８ｍｍ、肉厚範囲は２-５ｍｍ、内外側リブ高さ範囲は０.３-７ｍｍ、リブ幅範囲は１-４ｍｍ、周方向のピッチ範囲は２-４ｍｍ、軸方向ピッチ範囲は１-３ｍｍ、リブ片厚さ範囲は０.２-１ｍｍである。

使用する過程において、プロセス要件に応じて、複合勾配孔ハニカム体のサイズ及び構造を煙気温度と含塵量処理の要求を満たすように設計する。

上記装置に基づく除塵・換熱の方法は、具体的に、換熱媒体は三次元内外リブ管の内部を流れ、高温高含塵煙気は外部を流れる。高温高含塵煙気は空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体を通って浄化され、浄化されたきれいな高温煙気は空隙率が横縦状に変化する特性のある組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体２と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体中において蓄熱処理と適応的に壁に沿って流れることが実現し、かつ、三次元内外リブ管内の換熱媒体と間接的に横流又は逆流の換熱を行う。

ここで、高温高含塵煙気の温度は６００ ℃-１２００ ℃で、含塵量は１０-３０ g／Ｎｍ^３である。

本発明の上記技術案は下記の通りである。

上記案によれば、高効率の浄化、十分な換熱、連続稼働、高強度、長い寿命などの利点があり、そのうえ、加工の困難が小さく、コストが安く、交換し易く、高温高含塵煙気を連続して除塵と高効率蓄熱・換熱の新しいプロセスである。本発明は従来除塵設備が高温高含塵条件下で効率よく除塵できず、換熱装置が高温高含塵条件下で換熱の効率が低く、体積が大きく、且つ灰が堆積し易いなどの欠点を克服し、高温高含塵条件下の煙気を連続して除塵蓄熱・換熱一体化という技術難題を解決した。

本発明の勾配ハニカム体と三次元リブ管に基づく除塵・換熱一体化装置の構造模式図である。図１中のA-A断面図である。三次元内外側リブ構造模式図である。

本発明が解決しようとする技術課題、技術案および利点をより明確にさせるため、図面及び具体的な実施例を用いて詳細に説明する。

本発明は、勾配ハニカム体と三次元リブ管に基づく除塵・換熱一体化装置及び方法を提供し、従来除塵装置が高温高含塵条件下で効率よく除塵できず、換熱装置が高温高含塵条件下で換熱の効率が低く、体積が大きく、且つ灰が堆積し易いなどのボトルネック問題点を解決する。

当該装置は、複合勾配孔金属ハニカム体１と、金属支持体２と、三次元内外リブ管３とを含む。前記複合勾配孔金属ハニカム体１は、空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体１１と、空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体１２と、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体１３と、空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体１４とを含む。三次元内外リブ管３は、三次元外側リブ３１と三次元内側リブ３２とを含む。空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体１１は複合勾配孔金属ハニカム体１の最外層に位置し、空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体１１の内部には空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体１２、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体１３と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体１４が包まれる。金属支持体２は空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体１１、空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体１２、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体１３と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体１４の交差部に挟まれる。三次元内外リブ管３は複合勾配孔金属ハニカム体１の内側に位置する。

前記複合勾配孔金属ハニカム体１は四層の異なる空隙率の金属ハニカム体で積層集積によって形成される。複合勾配孔金属ハニカム体１は外から中へそれぞれに空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体１１、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体２と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体１４がある。前記組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１は空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体１２、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体１３と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体１４が首尾順次に相接され、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体２は空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体１３と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体１４が首尾相接される。複合勾配孔金属ハニカム体１空隙率の関係はε_１<ε_２<ε_３<ε_４である。

図３に示すように、三次元内外リブ管３の内壁面に三次元内側リブ３２が設置され、外壁面に三次元外側リブ３１が設置される。

当該装置を用いた処理方法は、主に換熱媒体が三次元内外リブ管３の内部を流れ、内部の三次元内側リブ３２は近壁面に流体が流れる過程で渦巻きが生じ乱流を形成し、対流換熱の機能を高めた。高温高含塵煙気は三次元リブ管３の外部を流れ、空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体１１を通過時に除塵浄化され、浄化されたきれいな高温煙気は空隙率が横縦状に変化する特性のある組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１、２と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体中において蓄熱処理と適応的に壁に沿って流れることが実現し、かつ、三次元内外リブ管３内の換熱媒体と間接的に横流又は逆流の換熱を行う。

以下は具体的な実施例を用いて説明する。

実施例１
図１、図２に示すように、空隙率ε１の金属ハニカム濾過体１１は系径０.０７１ｍｍ × ０.０４５ｍｍ（経線×緯線）のFeCrAl金属繊維を用いて立体綾目織りで形成され、孔径が２０μｍで、空隙率が０.３５である。空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体１２、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体１３と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体１４の材料はステンレス３１６Lで、系径順次が０.２ｍｍ、０.７ｍｍ、２.０ｍｍであり、空隙率順次がε１=０.５５、ε_２=０.７とε_３=０.８５である。ここで、金属支持体２は正方形貫通孔の孔径が５ｍｍ、厚さが３ｍｍ、空隙率が０.９のステンレス板である。三次元内外リブ管３は高さが３ｍｍ、リブ幅が２ｍｍ、横縦向ピッチが３ｍｍ、リブ片厚さが０.５ｍｍである。高温高含塵煙気入口温度が１０００℃、流量が８５０Ｎｍ^３／ｈ、煙気中の粉塵濃度が２０ｇ／Ｎｍ^３、粉塵粒径の範囲が約１.０ μｍ-１３０μｍである。煙気が空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体１１によって粉塵粒子を外に隔てられ、浄化されたきれいな高温煙気は空隙率が横縦状に変化する特性のある組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１、２と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体中において蓄熱処理と適応的に壁に沿って流れることが実現し、その後、三次元内外リブ管３内の換熱媒体（空気）と間接的に横流の換熱を行う。空気流量は１０００Ｎｍ^３／ｈ、常温から７８０℃に加熱し、排煙温度は２０５℃、粉塵出口濃度は２５.６７ｍｇ／Ｎｍ^３、除塵效率は９９.８７％、余熱回収率は８０.４６％である。

実施例２
図１、図２に示すように、空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体１１は系径が０.０７１ｍｍ × ０.０４５ｍｍ（経線×緯線）の３１０S金属繊維を用いて立体綾目織りで形成され、孔径が２０μｍ、空隙率が０.３５である。ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体１２、空隙率ε３の金属ハニカム蓄熱・換熱体１３と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体１４の材料はステンレス３１６Lで、系径順次が０.２ｍｍ、０.７ｍｍ、２.０ｍｍであり、空隙率順次がε_１=０.５５、ε_２=０.７、とε_３=０.８５である。その中、金属支持体２は正方形貫通孔の孔径が５ｍｍ、厚さが３ｍｍ、空隙率が０.９のステンレス板である。三次元内外リブ管３は高さが３ｍｍ、リブ幅が２ｍｍ、横縦向ピッチが３ｍｍ、リブ片厚さが０.５ｍｍである。高温高含塵煙気入口温度が６００℃-１２００℃の範囲内で波動し（平均温度９００℃）、流量が７００-１０００Ｎｍ^３／ｈの範囲内で波動し（平均流量８５０Ｎｍ^３／ｈ）、煙気中粉塵濃度が１０-３０ｇ／Ｎｍ^３範囲内で波動し（平均濃度２０ｇ／Ｎｍ^３）、粉塵粒径範囲が約１.０μｍ-７０μｍ、煙気が空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体１１によって粉塵粒子を外に隔てられ、浄化されたきれいな高温煙気は空隙率が横縦状に変化する特性のある組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１、２と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体中において蓄熱処理と適応的に壁に沿って流れることが実現し、その後、三次元内外リブ管３内の換熱媒体（空気）と間接的に横流の換熱を行う。空気流量は１０００Ｎｍ３／ｈ、常温から３２０℃-９８０℃（平均温度６５０℃）に加熱し、排煙の平均温度は２６０℃、粉塵出口濃度は２４.３７ｍｇ／Ｎｍ３、除塵效率は９９.８７％、余熱回収率は７３.６７％である。

以上が本発明の好適な実施の形態である。なお、本技術分野の当業者であれば、本発明の思想範疇を逸脱しない範囲内で若干の変更と修正をすることはできる。これらの変更と修正は本発明の特許請求の範囲と同一視すべきものと了解される。

１-複合勾配孔金属ハニカム体
１１-空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体
１２-空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体
１３-空隙率ε３の金属ハニカム蓄熱・換熱体、
１４-空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体
２-金属支持体
３-三次元内外リブ管
３１-三次元外側リブ
３２-三次元内側リブ

Claims

勾配ハニカム体と三次元リブ管の除塵・換熱一体化装置であって、
複合勾配孔金属ハニカム体（１）と、金属支持体（２）と、三次元内外リブ管（３）とを含み、
前記複合勾配孔金属ハニカム体（１）は、空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体（１１）と、空隙率ε２の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１２）と、空隙率ε３の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１３）と、空隙率ε４の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１４）とを含み、
前記三次元内外リブ管（３）は、三次元外側リブ（３１）と、三次元内側リブ（３２）とを含み、
前記空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体（１１）は、複合勾配孔金属ハニカム体（１）の最外層に位置し、空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体（１１）の内部には空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１２）と、空隙率ε３の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１３）と、空隙率ε４の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１４）とが包まれ、
前記金属支持体（２）は、前記空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体（１１）、前記空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１２）、前記空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１３）と前記空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１４）の交差部に挟まれ、
前記三次元内外リブ管（３）は、複合勾配孔金属ハニカム体１の内側に位置することを特徴とする勾配ハニカム体と三次元リブ管の除塵・換熱一体化装置。
前記複合勾配孔金属ハニカム体（１）は四層の異なる空隙率の金属ハニカム体で積層集積によって形成され、複合勾配孔金属ハニカム体（１）は外から中へそれぞれに空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体１１、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体２と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１４）があり、前記組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１は空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１２）、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１３）と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１４）が首尾順次に相接され、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体２は空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１３）と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１４）が首尾相接され、複合勾配孔金属ハニカム体（１）空隙率の関係はε_１<ε_２<ε_３<ε_４であることを特徴とする請求項１に記載の勾配ハニカム体と三次元リブ管の除塵・換熱一体化装置。
前記空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体は（１１）は、直径１９-１００μｍの耐熱金属繊維の立体綾目から織られ，表面に三次元構造の濾過孔が形成され、孔径が３-２５μｍで、空隙率が０.３５-０.３８であることを特徴とする請求項１に記載の勾配ハニカム体と三次元リブ管の除塵・換熱一体化装置。
前記空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１２）、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１３）と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１４）は、耐熱ステンレス金属糸により編まれた弾性構造のある高い空隙率、大きな比表面積構造であり、前記空隙率ε_２の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１２）の金属糸直径が０.１-０.６ｍｍ、金属ハニカムの孔径が０.１-０.８ｍｍ、空隙率が０.５０-０.６５、比表面積が１０００〜１５００m^２／m^３であり、空隙率ε_３の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１３）の金属糸直径が０.６-１.０ｍｍ、金属ハニカムの孔径が０.８-１.９ｍｍ、空隙率が０.６５-０.８０、比表面積が５００〜１０００m^２／m^３であり、空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体（１４）の金属糸直径が１.５-５ｍｍ、金属ハニカムの孔径が２.５-１２ｍｍ、空隙率が０.８０-０.９５、比表面積が１００〜５００m^２／m^３であることを特徴とする請求項１に記載の勾配ハニカム体と三次元リブ管の除塵・換熱一体化装置。
前記金属支持体（２）は正方形貫通孔を持つ厚さ２-５ｍｍのステンレス板で、空隙率が０.７５-０.９０であることを特徴とする請求項１に記載の勾配ハニカム体と三次元リブ管の除塵・換熱一体化装置。
前記三次元内外リブ管（３）内壁面に三次元内側リブ（３２）が設置され、外壁面に三次元外側リブ（３１）を設置されることを特徴とする請求項１に記載の勾配ハニカム体と三次元リブ管の除塵・換熱一体化装置。
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の前記勾配ハニカム体と三次元リブ管に基づく除塵・換熱一体化装置を用いて除塵・換熱の方法であって、
高温高含塵煙気は空隙率ε_１の金属ハニカム濾過体（１１）を通って浄化され、浄化されたきれいな高温煙気は空隙率が横縦状に変化する特性のある組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体１、組合せ金属ハニカム蓄熱・換熱体２と空隙率ε_４の金属ハニカム蓄熱・換熱体中において蓄熱処理と適応的に壁に沿って流れることが実現し、かつ、三次元内外リブ管（３）内の換熱媒体と間接的に横流又は逆流の換熱を行うことを特徴とする勾配ハニカム体と三次元リブ管に基づく除塵・換熱一体化装置を用いて除塵・換熱の方法。
前記高温高含塵煙気温度が６００ ℃-１２００ ℃であり、含塵量が１０-３０g／Ｎｍ^３であることを特徴とする請求項７に記載の勾配ハニカム体と三次元リブ管に基づく除塵・換熱一体化装置を用いて除塵・換熱の方法。